[发明专利]一种道路监控摄像机安装角度估计方法

说明书

本发明公开了一种道路监控摄像机安装角度估计方法，属于道路监控领域。包括：对摄像机获取的图像，基于平行线进行水平消失点的检测；利用图像中水平消失点与摄像机安装角度之间的关系，获取道路监控摄像机安装角度。本发明结合道路监控场景的外部条件的先验知识和成像原理中的投影变换原理，利用消失点与摄像机安装角度的关系，再辅以在安防相机的安装过程中只有两个角度的自由度的特点，通过数学公式计算出关心的两个安装角度。从而在监控相机安装好之后，可以在不增加任何操作流程的基础上，自动计算出摄像机的安装角度。以间隔固定时间自动识别安装角度，以适应自然环境因素对摄像机安装角度的影响，达到自动标注的目的。

技术领域

本发明属于道路监控领域，更具体地，涉及一种道路监控摄像机安装角度估计方法。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，我国城乡机动车保有量迅速增加，与车辆相关的刑事和治安案件也逐年上升。在此情况下，有效利用先进的科技手段提高城乡道路交通管理水平，打击、预防涉车案件，镇慑犯罪分子，提高社会治安管理水平就成为各级公安交通管理部门的一项重要工作。在道路监控相机的很多功能都需要标定相机的外参数，如相机安装的高度、相机安装的俯仰角、偏航角和滚动角等参数，而在相机部署的过程中，安装角度测量比较困难，而且在道路监控中，摄像机的安装角度还有可能被外界环境影响而改动，如风吹、杆子晃动等，导致前期测量的角度后面出现不准的情况。

目前，摄像机安装角度的测量一般有以下几种测量方式：1.通过水平仪等角度测量工具进行测量；2.通过在相机内安装陀螺仪等设备进行测量；3.通过摄像机中手动寻找参照物，然后通过变换关系计算出摄像机安装角度。

然而，第一种方法是通过测量工具测量的角度，工程实施非常困难，而且一次测量后无法做到自动更新。第二种方法，带有陀螺仪等安防监控相机非常少，难以大面积铺开使用，而且增加一个设备意味着增加成本、降低系统稳定性。第三种方法需要摄像机视场角中有明确的参照物，而大部分相机中不一定具备。而且也只能在安装的时候进行一次标定，安防监控摄像机常年工作在室外场景，风吹、高温变形等都可能导致摄像机的安装角度发生变化，而该方法无法自动识别安装角度以适应这些应用场景。

发明内容

针对现有技术测量角度方法成本高、无法自适应的缺点，本发明提供了一种道路监控摄像机安装角度估计方法，其目的在于在不需要人为干预的情况下自动标定相机的安装角度，为三维摄像机的距离测量、速度测量等提供自动提取的参数，以最低的成本自动实时的标定摄像机的安装角度。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种道路监控摄像机安装角度估计方法，该方法包括以下步骤：

S1.对摄像机获取的图像，基于平行线进行水平消失点的检测；

S2.利用图像中水平消失点与摄像机安装角度之间的关系，获取道路监控摄像机安装角度。

具体地，步骤S1包括以下子步骤：

S11.检测增强后的图像中的直线段；

S12.将水平线段从检测到的直线段集合中剔除；

S13.利用剩余直线段两两求交叉点，获得直线段的交点区域；

S14.获得交点区域的中心点，并将中心点作为图像的水平消失点；

S15.利用图像的宽、高和图像中心信息，对消失点进行归一化运算，获得归一化消失点。

具体地，步骤S1包括以下子步骤：

S111.从输入图像中获取Y通道，基于Y通道进行车道线增强；

S112.使用LSD算法，检测增强后的图像中的直线段。

具体地，所述基于Y通道进行车道线增强如下：