[发明专利]一种摄像机间坐标转换方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动监控技术领域，特别是涉及一种摄像机间坐标转换方法及装置。

背景技术

视频监控作为安全防范系统的重要组成成分，其是一种防范能力较强的综合系统，视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富的优势而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术得到长足的发展。

在实际应用中，经常需要采用大视场的全景摄像机的对较大区域进行全局性的势态监控，但是通常全景摄像机无法对细节进行分辨，需要利用小视场的球机或枪机拍摄较为清晰的局部图像，对细节内容进行补充。为了有效实现全景摄像机和一般像机的互补功能，通常采用大视场像机感知物体的存在，并确定方位后，用小视场像机瞄准对应的区域，实现细节分辨。

现有技术中，一般摄像机，尤其是全景摄像机、高速球/云台，由于自身的精度误差以及安装角度误差，在建立描述真实场景的场景坐标系时准确性不高，以至于影响小视场摄像机的瞄准拍摄效果。同时，在其它需要在摄像机之间相互传递目标对象的位置的场合，也都需要准确计算目标对象在本像机中的方位，以实现准确的位置信息传递，进而在不同的摄像机之间实现准确的联动。

可见，在利用不同摄像机拍摄目标对象时，如何实现不同摄像机之间的准确坐标转换，进而提高摄像机间联动的准确性是一个值得关注的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种摄像机间坐标转换方法及装置，以实现在利用不同摄像机拍摄目标对象时，有效提高摄像机间联动的准确性，技术方案如下：

一种摄像机间坐标转换方法，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。

其中，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。

其中，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。

本发明实施例还提供一种摄像机间坐标转换装置，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；