[发明专利]基于GPS信息和PTZ的视频监控系统及方法

权利要求书

1.一种基于目标GPS的视频监控系统，所述监控系统的功能包括计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标，所述监控系统包括球形摄像机和监控平台，其特征在于，监控平台中设有目标位置分析模块，目标分析模块用于计算目标在监控画面中的像素坐标，目标位置分析模块计算目标点像素坐标时，使用的信息包括标定时设定的摄像机PTZ信息；摄像机位于所述PTZ时，选定标定点的GPS信息、选定标定点在监控画面中的像素坐标；目标点的GPS信息，球形摄像机通过网络接口接收监控平台发送的控制指令；发送摄像机当前位置PTZ和视场角信息。

2.如权利要求1所述一种基于目标GPS的视频监控系统，其特征在于，目标位置分析模块计算目标点在监控画面中的像素坐标时，过程量包括选定的标定点位于画面中心的摄像机的PTZ值、目标点位于监控画面中心时摄像机的PT值、摄像机中心的地理位置为正东时摄像机的P值。

3.如权利要求2所述一种基于目标GPS的视频监控系统，其特征在于，计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标时需要的参数信息通过标定获得，包括步骤：

步骤1：固定摄像机，获取摄像机的GPS信息；

步骤2：控制摄像机运动到指定位置，记录该位置的PTZ信息P_iT_iZ_i，在当前位置的监控画面中，选择标定点，测定标定点的GPS信息，通过手动拾取的方式确定标定点在监控画面中的像素坐标，记录标定点的像素坐标控制摄像机运动到其他指定位置，重复此步骤，记录若干组PTZ信息和与之对应的标定点信息。

4.如权利要求3所述一种基于目标GPS的视频监控系统，其特征在于，计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标的步骤包括：

步骤1：比较目标点与记录的标定点的PTZ信息，判断目标点的P值与各个标定点P值的夹角，选择夹角最小时，标定点的像素坐标和与之对应的摄像机PTZ信息，作为后续计算的已知参数；

步骤2：通过比较摄像机所在位置的GPS信息与标定点位置的GPS信息确定标定点与摄像机的相对位置的夹角α；

步骤3：通过标定点的像素坐标及摄像机的P₀T₀Z₀，通过球面三角形三角函数及坐标转换，计算标定点位于监控画面中心点时摄像机的P₁T₁Z₁；

步骤4：基于P₁和夹角α，根据象限角和三角函数关系可推导确定摄像机画面中点的地理位置为正东时的摄像机的P_东；

步骤5：通过标定点GPS与摄像机GPS计算两者之间的水平距离，结合T₁计算出摄像机所在位置的高度H；

步骤6：通过目标点GPS与摄像机的GPS计算两者之间的水平距离，结合H可求出标定点在画面中心时摄像机的T_中；

步骤7：通过目标点的GPS与摄像机GPS，求得两点之间的物理距离，通过三角函数求出目标点相对摄像机位置的辅助角β。

步骤8：由P_东减去β可计算出目标点位于画面中心时摄像机的P_中；

步骤9：通过球面三角形的三角函数关系及坐标变化，并结合已知的摄像机视场角与摄像机Z的关系表，由T_中和P_中计算出监控画面中目标点的像素坐标。