[发明专利]一种摄像机间坐标转换方法及装置

权利要求书

1.一种摄像机间坐标转换方法，其特征在于，适用于第一摄像机和第二摄像机之间的坐标转换，其中，所述第一摄像机对应第一坐标系，第二摄像机对应第二坐标系；所述方法包括：

在第一摄像机向第二摄像机进行坐标转换时，获取目标对象在第一坐标系中到第一摄像机的单位笛卡尔坐标向量，并将所述单位笛卡尔坐标向量作为目标对象对应的第一方向向量；

将所述第一方向向量与预设的校正矩阵相乘，并将相乘结果作为在第二坐标系中目标对象相对于第一摄像机的第三方向向量；

根据所述第三方向向量以及目标对象在第二坐标系中的高度，确定目标对象在第二坐标系中的位置点，进而得到目标对象在第二坐标系中相对于所述第二摄像机的第二方向向量；

确定所述第二方向向量对应的第二坐标，完成第一摄像机到第二摄像机的坐标转换；

其中，预设的校正矩阵的构建方式为：

确定同时位于第一摄像机和第二摄像机视场范围内的N个参照物，其中，N≥3；

将所获取的各参照物在第一坐标系中到第一摄像机的单位笛卡尔坐标向量作为各参照物对应的第一方向向量；

将所获取的各参照物在第二坐标系中到第二摄像机的单位笛卡尔坐标向量作为各参照物对应的第二方向向量；

获取在第二坐标系中所述第一摄像机相对于第二摄像机的相对方向向量；

根据所述第一方向向量、第二方向向量、相对方向向量，通过共面向量定理，计算使得各第一方向向量转换为相应第三方向向量的3×3矩阵，所述第三方向向量为在第二坐标系中参照物相对于第一摄像机的方向向量；

将计算得到的3×3矩阵作为校正矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当第一摄像机在第二摄像机的视场范围内时，获取在第二坐标系中所述第一摄像机相对于第二摄像机的相对方向向量，具体为：

获取第一摄像机在第二坐标系中到第二摄像机的单位笛卡尔坐标向量，并将所述单位笛卡尔坐标向量作为第一摄像机到第二摄像机的相对方向向量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一摄像机不在第二摄像机的视场范围内时，获取在第二坐标系中所述第一摄像机相对于第二摄像机的相对方向向量，具体为：

确定第一摄像机与第二摄像机在地面投影的直线距离以及高度差；

根据所述直线距离以及高度差，确定俯仰角；

将所拍摄到的第一摄像机对应投影垂线上的位置点对应的旋转角作为水平转角；

确定所述俯仰角以及水平转角对应的场景方向向量；

将所述场景方向向量对应的单位笛卡尔坐标向量作为第一摄像机相对于第二摄像机的相对方向向量。

4.一种摄像机间坐标转换装置，其特征在于，适用于第一摄像机和第二摄像机之间的坐标转换，其中，所述第一摄像机对应第一坐标系，第二摄像机对应第二坐标系；所述装置包括：

第一方向向量确定模块，用于在第一摄像机向第二摄像机进行坐标转换时，获取目标对象在第一坐标系中到第一摄像机的单位笛卡尔坐标向量，并将所述单位笛卡尔坐标向量作为目标对象对应的第一方向向量；

第三方向向量确定模块，用于将所述第一方向向量与预设的校正矩阵相乘，并将相乘结果作为在第二坐标系中目标对象相对于第一摄像机的第三方向向量；

第二方向向量确定模块，用于根据所述第三方向向量以及目标对象在第二坐标系中的高度，确定目标对象在第二坐标系中的位置点，进而得到目标对象在第二坐标系中相对于所述第二摄像机的第二方向向量；

第二坐标确定模块，用于确定所述第二方向向量对应的第二坐标，完成第一摄像机到第二摄像机的坐标转换；

校正矩阵构造模块，用于：

确定同时位于第一摄像机和第二摄像机视场范围内的N个参照物，其中，N≥3；

将所获取的各参照物在第一坐标系中到第一摄像机的单位笛卡尔坐标向量作为各参照物对应的第一方向向量；

将所获取的各参照物在第二坐标系中到第二摄像机的单位笛卡尔坐标向量作为各参照物对应的第二方向向量；

获取在第二坐标系中所述第一摄像机相对于第二摄像机的相对方向向量；

根据所述第一方向向量、第二方向向量、相对方向向量，通过共面向量定理，计算使得各第一方向向量转换为相应第三方向向量的3×3矩阵，所述第三方向向量为在第二坐标系中参照物相对于第一摄像机的方向向量；

将计算得到的3×3矩阵作为校正矩阵。