[发明专利]一种枪球联动坐标定位方法

权利要求书

1.一种枪球联动定位系统的坐标定位方法，其特征在于：所述枪球联动定位系统包括一个枪机和一个球机，枪机和球机通信通过tcp/ip实现，枪机作为客户端，球机作为服务器；所述球机包括机芯和云台，机芯负责多媒体网络业务，云台负责控制球机的机械转动，云台包括水平电机和垂直电机；

所述坐标定位方法包括以下步骤：

（1）给枪机设置球机的IP地址，枪机主动连接和登录球机；

（2）枪机向球机推送镜头参数和CMOS图像传感器的相关参数；

（3）标定枪球坐标系，通过标定枪机画面中的至少一点得到枪机画面中心点对应的球机坐标；

（4）球机处于指令等待状态，球机收到枪球定位指令后，首先将枪机画面框选的感兴趣区域的坐标转换成球机云台的电机坐标，然后球机执行定位动作，驱动水平电机和垂直电机到达对应位置；

（5）球机根据感兴趣区域的面积大小自适应调节镜头焦距放大或缩小至对应的倍数，使感兴趣区域铺满屏幕；

步骤（2）中枪机向球机推送的参数包括：枪机镜头焦距SnF；枪机CMOS传感器的像素尺寸SnPixSize；枪机预览画面视频分辨率StreamWidth×StreamHeight；

步骤（3）中所述枪球坐标系的标定方法包括以下步骤：

a）在客户端枪机画面上选取突出景物，用鼠标放置十字花标定图标；

b）在客户端使用上下左右控制指令，控制球机画面的中心点和枪机画面十字花标定图标重合；

c）操作客户端给球机发送指令，客户端将枪机画面标定点的坐标（x，y）发送给球机；

d）球机机芯收到客户端发送的标定指令后，首先查询云台水平方向当前坐标PtzCurStepsH，垂直方向当前坐标PtzCurStepsV；并查询云台水平方向总步数PtzTotalStepsH；水平方向总角度PtzTotalAngleH；垂直方向总步数PtzTotalStepsV，垂直方向总角度PtzTotalAngleV；

e）根据枪机推送到球机的参数得到用户所见客户端视频预览画面在CMOS传感器上的对应投影长度为StreamWidth×SnPixSize，宽度为StreamHeight× SnPixSize；假设标定点在感光CMOS传感器上的对应坐标点为B (px，py)，则：

px=x × StreamWidth × SnPixSize/ 4095

py=y × StreamHeight × SnPixSize/ 4095

f）假设镜头焦距为f，则枪机中心点和标定点之间的水平方向夹角为：，垂直方向夹角为；将球机云台水平方向旋转角度α，垂直方向旋转角度β，球机画面和枪机画面的中心点重合；

g）假设枪机画面中心点对应的球机坐标为（Ox，Oy），则：

根据上述计算得到枪机画面中心点对应的球机坐标为（Ox，Oy），标定完毕。

2.根据权利要求1所述的一种枪球联动定位系统的坐标定位方法，其特征在于：

通过标定枪机画面中多个点得到枪机画面中心点对应的球机坐标（Ox，Oy）时，设枪机画面多个标定点的坐标集合矩阵为，对枪机画面中标定点矩阵进行标定，得到枪机画面中心点的球机坐标矩阵为，枪球定位时根据枪机当前坐标筛选出标定点矩阵P中距离最近的两个标定点对应的球机中心点，然后取平均值，得到对应的球机中心点坐标为。

3.根据权利要求1所述的一种枪球联动定位系统的坐标定位方法，其特征在于：步骤c）中所述客户端在发送枪机画面标定点的坐标（x，y）之前先将坐标归一化到像素-2047～2047之间。

4.根据权利要求1或2所述的一种枪球联动定位系统的坐标定位方法，其特征在于：步骤（4）中所述枪球定位过程具体包括以下步骤：

客户端向球机发送感兴趣区域坐标为（Cx，Cy），感兴趣区域大小为（Cw，Ch）；

使用球机中心点计算出定位目标点的球机坐标（DsTx，DsTy）：

球机驱动水平电机和垂直电机到达坐标（DsTx，DsTy），完成水平垂直方位定位。

5.根据权利要求4所述的一种枪球联动定位系统的坐标定位方法，其特征在于：客户端向球机发送感兴趣区域坐标（Cx，Cy）时需要将坐标归一化到像素-2047～2047之间。