[发明专利]一种基于像素坐标的摄像监视设备匹配控制方法

说明书

本发明公开了一种基于像素坐标的摄像监视设备匹配控制方法，涉及摄像监视领域。针对现有的摄像跟踪系统中摄像监视设备模糊单向控制的不足，本发明对原生PELCO控制协议进行改良，实现变焦镜头变焦值与摄像机视角值的定量分档控制与周期反馈；构建目标占比计算与校正的数学几何模型，进一步得到摄像机视角设定值的计算公式，从而使目标像素尺寸占比达到设定值；构建目标偏移量计算与校正的数学几何模型，进一步得到旋转云台旋转值的计算公式，从而使目标回归到画面中央。经效果实验，本发明能够实现摄像监视设备精确稳定控制，使设备视角大小自匹配于目标大小、视角方向自匹配于目标移动量。

技术领域

本发明涉及基于像素坐标的摄像监视设备匹配控制方法，尤其是能够使像素坐标标记的目标精确回归到画面中央并达到设定占比值的方法。

背景技术

当前，摄像跟踪系统往往遵从图像采集、目标识别、设备控制这一流程，目标识别结果为目标类别、像素坐标等信息，设备控制基于上述信息对变焦镜头、旋转云台等进行匹配控制。在进行匹配控制时，需要控制算法根据当前的变焦镜头变焦值、旋转云台旋转值、像素坐标计算出欲设定的变焦镜头变焦值、旋转云台旋转值，前者使目标像素尺寸占比达到设定比例，后者使目标回归到画面中央。以专利《一种入侵警戒光电监测系统及方法》(申请号：201910133621.X)为代表的方法往往指出了“采集-识别-控制”这一流程，但缺乏对控制步骤的深入解析，特别是缺乏对控制几何模型的构建和摄像监视设备精确控制的改良优化。

在摄像监视设备控制方面，当前对变焦镜头、旋转云台控制最通用的协议主要是PELCO(派尔高)协议，包括PELCO-D和PELCO-P两种，但都只提供进度条式的模糊速度控制指令，且无反馈，无法满足精确、稳定控制需要。旋转云台技术门槛相对较低，采用步进电机方式驱动即可实现精确步进量控制，因此只需要对PELCO协议进行改进即可，相关内容见专利《一种基于球机控制的串口通信协议》(申请号：201610555808.5)。变焦镜头，在工程应用中特指电动变焦镜头，技术门槛较高，特别是长焦距电动变焦镜头，往往只能进口，以日本品牌为主，其产品基本上只提供原生PELCO协议，在与其他系统联动中不满足精确匹配控制需要。

发明内容

为了克服现有的摄像跟踪系统中摄像监视设备模糊单向控制的不足，本发明提供一种基于像素坐标的摄像监视设备匹配控制方法，该方法能够实现摄像监视设备精确稳定控制，使设备视角大小自匹配于目标大小、视角方向自匹配于目标移动量。

本发明基于像素坐标的摄像监视设备匹配控制方法，包括如下步骤：

S01：摄像机获取采集图像；标定目标并获取其像素坐标；

S02：依次执行步骤S03、S04，或者先执行S04后执行S03；完成基于像素坐标的摄像监视设备匹配控制；

所述的S03为：根据目标占比当前值P₁，摄像机水平视角当前值θ₁，将目标占比设定值P₂换算成摄像机水平视角设定值θ₂；

根据获得的摄像机水平视角设定值θ₂，对摄像机变焦镜头进行控制，使目标在画面中占比值达到设定比例；

所述的S04为：根据目标的中心坐标和采集图像中心坐标，得到目标角度偏移量；根据目标角度偏移量对摄像机进行调整，使目标回到画面中央。

作为本发明的优选方案，所述的对摄像机变焦镜头进行控制的方法具体为：

摄像机包括摄像跟踪主机、外置硬件模块和变焦镜头；

将变焦镜头的焦距均匀地划分为N档，记Δt为相邻档位变换所需时间；则T为将电动变焦镜头焦距从最大值到最小值或从最小值到最大值的移动时间，建立镜头档位-视角对照表；