本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控，具體為一種基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前道路攝像頭日益增多，在某一區(qū)域范圍內(nèi)可包含多個且多種道路攝像頭對周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時圖像采集監(jiān)控。各個攝像頭采用不同視角、景深、焦距對周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時圖像采集，以求在某一區(qū)域范圍內(nèi)盡可能無死角的監(jiān)控。一般而言各個攝像頭采集的實(shí)時畫面均可以通過監(jiān)控中心的統(tǒng)一管理平臺進(jìn)行管理和監(jiān)控，而傳統(tǒng)的監(jiān)控中心各個攝像頭的畫面均是單獨(dú)預(yù)覽監(jiān)控，各個實(shí)時畫面均是獨(dú)立分離的。當(dāng)需要對某一區(qū)域（如某一道路沿線）進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、追蹤時，監(jiān)控中心需要根據(jù)目標(biāo)圖像在具體攝像頭實(shí)時畫面的出現(xiàn)情況不斷切換，在攝像頭數(shù)量眾多時，操作過程繁瑣。且由于各個攝像頭的實(shí)際部署位置和采集畫面相關(guān)，當(dāng)追蹤目標(biāo)在某一攝像頭畫面中消失時，將難以第一時間判斷并切換到另一攝像頭監(jiān)控畫面并實(shí)現(xiàn)繼續(xù)追蹤監(jiān)控。

2、為解決上述技術(shù)問題，一種可行的方式是基于某一區(qū)域范圍內(nèi)的三維實(shí)景地圖，將各個攝像頭采集的實(shí)時畫面與三維實(shí)景地圖進(jìn)行融合，在三維實(shí)景地圖中可任意切換、觀察各個攝像頭采集的實(shí)時畫面。并且各個攝像頭采集的實(shí)時畫面和三維實(shí)景地圖深度融合后，可以在三維實(shí)景地圖中基于三維實(shí)景連續(xù)監(jiān)控各個攝像頭的實(shí)時畫面。為實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)目的，對于攝像頭在三維實(shí)景地圖中的具體位置信息精度具有極高的要求，否則畫面的融合將和實(shí)際采集圖像會有較大偏差，不利于各個攝像頭采集的實(shí)時畫面和三維實(shí)景地圖深度高精度融合?；谇笆瞿康?，需要提出一種可以實(shí)現(xiàn)高精度的攝像頭標(biāo)定方法或者標(biāo)定系統(tǒng)。

3、通過檢索，現(xiàn)有技術(shù)中有相關(guān)攝像頭標(biāo)定的技術(shù)文獻(xiàn)公開。例如公開號為“cn108802701a”名稱為“一種基于北斗技術(shù)的車載雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備”的發(fā)明專利公布文件。公開了一種基于北斗技術(shù)的車載雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備，包括標(biāo)定設(shè)備架，所述標(biāo)定設(shè)備架上設(shè)置有混合標(biāo)定器，并且所述標(biāo)定設(shè)備架的底部安裝有底座圓盤，所述混合標(biāo)定器的輸入端通過電線分別連接有光學(xué)經(jīng)緯儀、陀螺尋北儀和北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，并且所述混合標(biāo)定器的輸出端分別連接有顯示器和藍(lán)牙發(fā)射器，所述光學(xué)經(jīng)緯儀是在雷達(dá)天線位置固定的狀態(tài)下，標(biāo)定天線法線與地球正北的夾角，所述陀螺尋北儀是利用陀螺儀測得的地球自轉(zhuǎn)角速度分量和加速度計測得的載體傾斜角度來確定載體方位角，即載體的軸向與正北的夾角，所述北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是標(biāo)記雷達(dá)裝備的地理位置，通過光學(xué)經(jīng)緯儀、陀螺尋北儀和北斗衛(wèi)星系統(tǒng)三種標(biāo)定方式，以提高標(biāo)定的精度。該現(xiàn)有技術(shù)是針對車載雷達(dá)進(jìn)行標(biāo)定，并不涉及攝像頭位置的具體標(biāo)定。

4、例如公開號為“cn111462249a”名稱為“一種交通攝像頭的標(biāo)定數(shù)據(jù)獲取方法、標(biāo)定方法及裝置”的發(fā)明專利公布文件。具體方案是從交通監(jiān)控視頻中獲取預(yù)設(shè)車型庫中多個車輛的圖片序列；根據(jù)所述預(yù)設(shè)車型庫確定每個所述車輛的多個關(guān)鍵點(diǎn)對應(yīng)的三維坐標(biāo)；根據(jù)所述三維坐標(biāo)確定每個所述關(guān)鍵點(diǎn)在所述圖片序列中對應(yīng)的二維坐標(biāo)，將每個所述關(guān)鍵點(diǎn)的所述三維坐標(biāo)和對應(yīng)的所述二維坐標(biāo)確定為所述交通攝像頭標(biāo)定數(shù)據(jù)。該現(xiàn)有技術(shù)采用了預(yù)設(shè)車型庫作為標(biāo)定參照物，其標(biāo)定方法較為繁瑣，且適用性不強(qiáng)。

5、例如公開號為“cn116563384a”名稱為“一種圖像采集裝置標(biāo)定方法、設(shè)備及計算機(jī)設(shè)備”的發(fā)明專利公布文件。具體方案是確定指定場景下的任一固定位置處的圖像采集裝置后，直接獲得該圖像采集裝置所采集的指定場景圖像，通過對該指定場景圖像進(jìn)行目標(biāo)對象檢測，獲得處于指定場景中不同位置的多個目標(biāo)對象各自的三維屬性，據(jù)此獲得對應(yīng)目標(biāo)對象的同一平面上的一組特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并獲得這一組特征點(diǎn)映射到指定場景圖像中的二維坐標(biāo)，從而依據(jù)針對圖像采集裝置的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系，對多個目標(biāo)對象各自的三維坐標(biāo)和二維坐標(biāo)進(jìn)行處理，直接獲得圖像采集裝置的標(biāo)定參數(shù)。該現(xiàn)有技術(shù)中需要對攝像頭進(jìn)行場景指定，并需要根據(jù)多個采集目標(biāo)進(jìn)行攝像頭的參數(shù)標(biāo)定，其標(biāo)定過程繁瑣，且無法適應(yīng)不同場景、復(fù)雜場景的攝像頭標(biāo)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，所述攝像頭為實(shí)體攝像頭并實(shí)時獲取實(shí)景圖像，具體包含如下步驟：

2、s1，在三維實(shí)景地圖中設(shè)定虛擬攝像頭，所述虛擬攝像頭具有第一參數(shù)信息；

3、s2，基于所述第一參數(shù)信息，在三維實(shí)景地圖渲染形成虛擬攝像頭獲取的第一圖像；

4、s3，比對所述第一圖像和實(shí)景圖像，如相似度符合設(shè)定要求，則記錄第一參數(shù)信息并標(biāo)定為實(shí)體攝像頭在所述三維實(shí)景地圖中的參數(shù)信息；如相似度不符合設(shè)定要求則執(zhí)行下續(xù)步驟；

5、s4，調(diào)整所述第一參數(shù)信息形成第二參數(shù)信息，并根據(jù)所述第二參數(shù)信息在三維實(shí)景地圖渲染形成虛擬攝像頭獲取的第二圖像；比對所述第二圖像和實(shí)景圖像，如相似度符合設(shè)定要求，則記錄第二參數(shù)信息并標(biāo)定為實(shí)體攝像頭在所述三維實(shí)景地圖中的參數(shù)信息；如相似度不符合設(shè)定要求則重復(fù)執(zhí)行本步驟。

6、進(jìn)一步地，所述第一參數(shù)信息是第一北斗視角碼（a1,b1,c1,α1,β1,γ1），所述第二參數(shù)信息是第二北斗視角碼（a2,b2,c2,α2,β2,γ2），其中a為經(jīng)度，b為緯度，c為海拔，α為方向角，β為俯仰角，γ為水平角。

7、進(jìn)一步地，所述第一參數(shù)信息中，經(jīng)度a1、緯度b1、海拔c1獲取自實(shí)體攝像頭的初始位置信息，方向角α1、為俯仰角β1、水平角γ1來自初始賦值。

8、進(jìn)一步地，在所述步驟s4中，調(diào)整第一參數(shù)信息是先調(diào)整經(jīng)度a1、緯度b1、海拔c1，再調(diào)整方向角α1、為俯仰角β1、水平角γ1。

9、進(jìn)一步地，在所述步驟s3及步驟s4中，圖像比對相似度是可設(shè)定的。

10、進(jìn)一步地，所述方向角α范圍為0°~360°，俯仰角β范圍為-90°~90°，水平角范圍為-90°~90°。

11、進(jìn)一步地，所述第一北斗視角碼和第二北斗視角碼還包括當(dāng)前時間信息。

12、還提出一種三維實(shí)景地圖攝像頭標(biāo)定系統(tǒng)，采用上述標(biāo)定方法，并包括：

13、三維實(shí)景圖像預(yù)覽窗口，用于預(yù)覽虛擬攝像頭獲取的第一圖像和第二圖像；

14、實(shí)體圖像窗口，用于預(yù)覽實(shí)體攝像頭的實(shí)時圖像；

15、參數(shù)調(diào)節(jié)單元，用于對第一參數(shù)信息進(jìn)行調(diào)整。

16、進(jìn)一步地，所述三維實(shí)景圖像預(yù)覽窗口和實(shí)體圖像窗口具有相同大小。

17、進(jìn)一步地，所述參數(shù)調(diào)節(jié)單元可對第一參數(shù)信息進(jìn)行設(shè)定幅度的增或減調(diào)節(jié)。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的技術(shù)方案具備以下有益效果：本發(fā)明提出的攝像頭標(biāo)定方法及系統(tǒng)，利用三維實(shí)景地圖，采用圖像比對分析原理，將三維實(shí)景地圖中渲染圖像和攝像頭實(shí)時圖像進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果確定攝像頭在三維實(shí)景地圖中的位置信息。由于比對的對象之一是攝像頭的實(shí)時畫面，當(dāng)實(shí)時畫面和三維實(shí)際地圖渲染畫面高度吻合時，說明三維實(shí)景地圖中攝像頭的位置信息精度符合要求。該標(biāo)定方法適應(yīng)性強(qiáng)，攝像頭的實(shí)際位置、采集場景不受限制。標(biāo)定過程高效，不需要任何標(biāo)定參照物。

技術(shù)特征：

1.一種基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，所述攝像頭為實(shí)體攝像頭并實(shí)時獲取實(shí)景圖像，其特征在于，具體包含如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述第一參數(shù)信息是第一北斗視角碼（a1,b1,c1,α1,β1,γ1），所述第二參數(shù)信息是第二北斗視角碼（a2,b2,c2,α2,β2,γ2），其中a為經(jīng)度，b為緯度，c為海拔，α為方向角，β為俯仰角，γ為水平角。

3.如權(quán)利要求2所述的基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述第一參數(shù)信息中，經(jīng)度a1、緯度b1、海拔c1獲取自實(shí)體攝像頭的初始位置信息，方向角α1、為俯仰角β1、水平角γ1來自初始賦值。

4.如權(quán)利要求3所述的基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，其特征在于，在所述步驟s4中，調(diào)整第一參數(shù)信息是先調(diào)整經(jīng)度a1、緯度b1、海拔c1，再調(diào)整方向角α1、為俯仰角β1、水平角γ1。

5.如權(quán)利要求4所述的基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，其特征在于，在所述步驟s3及步驟s4中，圖像比對相似度是可設(shè)定的。

6.如權(quán)利要求5所述的基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述方向角α范圍為0°~360°，俯仰角β范圍為-90°~90°，水平角范圍為-90°~90°。

7.如權(quán)利要求2所述的基于三維實(shí)景地圖的攝像頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述第一北斗視角碼和第二北斗視角碼還包括當(dāng)前時間信息。

8.一種三維實(shí)景地圖攝像頭標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，采用如權(quán)利要求1~6任意一項(xiàng)所述的標(biāo)定方法，并包括：

9.如權(quán)利要求8所述的三維實(shí)景地圖攝像頭標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述三維實(shí)景圖像預(yù)覽窗口和實(shí)體圖像窗口具有相同大小。

10.如權(quán)利要求9所述的三維實(shí)景地圖攝像頭標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)調(diào)節(jié)單元可對第一參數(shù)信息進(jìn)行設(shè)定幅度的增或減調(diào)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出的攝像頭標(biāo)定方法及系統(tǒng)，利用三維實(shí)景地圖，采用圖像比對分析原理，將三維實(shí)景地圖中渲染圖像和攝像頭實(shí)時圖像進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果確定攝像頭在三維實(shí)景地圖中的位置信息。由于比對的對象之一是攝像頭的實(shí)時畫面，當(dāng)實(shí)時畫面和三維實(shí)際地圖渲染畫面高度吻合時，說明三維實(shí)景地圖中攝像頭的位置信息精度符合要求。該標(biāo)定方法適應(yīng)性強(qiáng)，攝像頭的實(shí)際位置、采集場景不受限制。標(biāo)定過程高效，不需要任何標(biāo)定參照物。

技術(shù)研發(fā)人員：劉敬韜,劉武,江俊杰,樊維平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南智尚科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9