[发明专利]一种基于球形坐标系的摄像机标签轨迹跟随方法

权利要求书

1.一种基于球形坐标系的摄像机标签轨迹跟随方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

D1:将球型监控摄像机的镜头表面虚拟成一个地球仪形状的S2球面；

D2:外界的影像画面投影平铺在S2球面上，形成一个S2球面影像；

D3:选择一个实际物体作为标签，获取该标签的经纬度信息t；

D4:通过标签移动轨迹模型，画出不同T值下各t值的标签运动轨迹，模拟视频画面中物体移动的轨迹，进而获取视频画面中标签的位置，其中画出不同T值下各t值的标签运动轨迹的具体步骤如下：

D4-1：首先根据摄像机的水平视场角h，计算得到摄像机最大可视半径Z[0]：

X为视频画面分辨率的长像素值；

D4-2：其次，根据最大可视半径Z[0]，计算在该Z值下，影像画面上单位像素长度Z[1]：

D4-3：最后，根据最大可视半径Z[0]和单位像素Z[1]，利用三角函数及圆的参数方程进行建模，得到了标签移动轨迹模型的公式：

其中，Rx为S2球面的长轴，Ry为S2球面的短轴，P为摄像机转动过程中水平旋转的角度，T为摄像机转动过程中倾斜的角度。

2.如权利要求2所述的一种基于球形坐标系的摄像机标签轨迹跟随方法，其特征在于，设定S2球面中经度划分为360度，纬度划分为上半球-90度和下半球+90度，子午线与赤道交点处的位置为(0,0)。

3.如权利要求2所述的一种基于球形坐标系的摄像机标签轨迹跟随方法，其特征在于：

在T＝90°时，视屏画面中的所有纬线都是圆心在同一点的同心圆；

随着T的减小，纬线在压椭的同时，圆心上移，在t＝0°时，纬线圆心上移到赤道平面。

4.如权利要求3所述的一种基于球形坐标系的摄像机标签轨迹跟随方法，其特征在于：所述S2球面对应求体的球心位置(Ox,Oy)的方程如下：

其中，Ox为固定的X/2，而Oy则由三角函数决定其在不同t和T值下的圆心位置。

5.如权利要求3所述的一种基于球形坐标系的摄像机标签轨迹跟随方法，其特征在于：

依靠标签的p值，通过定位方程模型计算出最终标签在视频画面中的位置(x,y)，所述定位方程模型公式如下：

其中，t30°，Y为视频画面分辨率的宽像素值。

6.如权利要求4所述的一种基于球形坐标系的摄像机标签轨迹跟随方法，其特征在于：

当-30°t30°时，所述定位方程模型公式为：

其中，a和b为经验值，用于在不同的焦距下对标签的定位进行调整，以达到误差最小化；a值取[1,4]，b值取[0,2]。