[发明专利]图像坐标和地图坐标之间的转换

说明书

技术领域

本发明通常涉及图像坐标和地图坐标之间的转换。

背景

视频监控系统通常是结合映射应用使用的，以便定位并且追踪被视频摄像机监控的区域内的感兴趣的对象，所述视频摄像机被放置在该区域内的各个位置。在这种实施中，目标对象通过视频分析处理来检测，从中产生了元数据，该元数据与该对象相对于出现对象之处的摄像机的视图的位置有关。该位置使用关于摄像机视图定义的坐标系给出。为便于对象的映射，对象的视图坐标被转换成例如卫星定位系统(SPS)坐标等等的地图坐标。

传统上，对象的地图位置是由与出现对象处的摄像机相关联的对象的图像坐标确定的，其通过使用4点的或者9点的线性内插来从图像坐标导出地图坐标。然而，这些传统的线性内插技术是与计算困难的摄像机校准过程相关联的，这降低了系统的效率。此外，使用现有技术来从对应的图像坐标线性内插出与指定对象相关联的地图坐标常常导致关于对象的不准确的地图坐标。

概述

根据本公开的识别被摄像机捕获的图像内的位置的地图坐标的方法的实例包括：选择图像内的具有已知的图像坐标和地图坐标的参考点；根据摄像机的位置和高度以及参考点计算至少一个转换参数；检测图像内将被追踪的目标位置；确定目标位置的图像坐标；以及基于目标位置的图像坐标和至少一个转换参数，计算目标位置的地图坐标。

该方法的实施可以包括下列特征中的一个或者多个。该至少一个转换参数包括摄像机相对参考点的旋转角和倾斜角。计算从图像的中心到图像内的目标位置的水平位移角和垂直位移角。基于水平位移角、垂直位移角、摄像机的位置和高度、旋转角以及倾斜角，确定目标位置相对基于地球的坐标系的定位。至少部分基于旋转角，计算旋转矩阵。与摄像机的位置和高度有关的信息包括摄像机的地图坐标，并且计算目标位置的地图坐标还包括基于旋转矩阵、摄像机的地图坐标、以及参考点的地图坐标计算目标位置的地图坐标。目标位置是图像中检测到的对象的位置，并且该方法还包括追踪对象的图像坐标和地图坐标。摄像机包括变焦距光学系统，并且计算该至少一个转换参数包括识别摄像机的焦距以及基于与摄像机的焦距相关联的水平视场和垂直视场，计算该至少一个转换参数。

根据本公开的目标坐标转换系统的实例包括：摄像机，其被配置为捕获图像，其中摄像机具有已知的位置和高度以及关于图像定义了图像坐标系；校准模块，其被通信耦合到摄像机，并且被配置为识别图像内具有已知的图像坐标和地图坐标的参考点，以及根据摄像机的位置和高度以及参考点计算至少一个转换参数；对象追踪模块，其被通信耦合到摄像机，并且被配置为选择图像内的目标位置，以及识别目标位置的图像坐标；坐标转换模块，其被通信耦合到校准模块和对象追踪模块，并且被配置为基于目标位置的图像坐标和至少一个转换参数，计算目标位置的地图坐标。

该系统的实施可以包括下列特征中的一个或者多个。该至少一个转换参数包括摄像机相对参考点的旋转角和倾斜角。坐标转换模块还被配置为计算从图像的中心到图像内的目标位置的水平位移角和垂直位移角。坐标转换模块还被配置为基于水平位移角、垂直位移角、摄像机的位置和高度、旋转角以及倾斜角，计算目标位置相对基于地球的坐标系的坐标。校准模块还被配置为至少部分基于旋转角计算旋转矩阵，以及该系统还包括被通信耦合到坐标转换模块并且被配置为识别摄像机的地图坐标以及基于旋转矩阵、摄像机的地图坐标、以及参考点的地图坐标，计算目标位置的地图坐标的映射模块。该摄像机包括变焦距光学系统，并且校准模块还被配置为识别摄像机的焦距以及基于与摄像机的焦距相关联的水平视场和垂直视场，计算该至少一个转换参数。

根据本公开的用于识别捕获的图像内的位置对应的地图坐标的系统的实例包括：摄像机，其被配置为捕获图像，其中摄像机具有已知的位置和高度以及关于图像定义了图像坐标系；校准装置，其被通信耦合到摄像机，以便选择图像内具有已知的图像坐标和地图坐标的参考点并且根据摄像机的位置和高度以及参考点计算至少一个转换参数；追踪装置，其被通信耦合到摄像机，以便检测图像内的目标位置并且确定目标位置的图像坐标；映射装置，其被通信耦合到校准装置和追踪装置，以便基于目标位置的图像坐标和至少一个转换参数计算目标位置的地图坐标。