[发明专利]一种视频监控的定位方法及视频监控系统

说明书

本申请公开了一种视频监控的定位方法，该方法应用于视频监控系统，视频监控系统包括摄像机，摄像机用于拍摄被摄目标，该方法包括：获取被摄目标的三维坐标；根据三维坐标，计算得到被摄目标在世界坐标系中的世界坐标；获取世界坐标系与相机坐标系的第一转换关系，根据世界坐标和第一转换关系计算得到被摄目标的相机坐标；获取相机坐标系和图像坐标系的第二转换关系，根据相机坐标和第二转换关系计算得到被摄目标的图像坐标；获取相机坐标系和像素坐标系的第三转换关系，根据图像坐标和第三转换关系计算得到被摄目标的像素坐标。通过此种方式，可以实时跟踪被摄目标在显示屏幕中的位置，且定位较为准确。

技术领域

本申请涉及视频技术领域，特别是涉及一种视频监控的定位方法及视频监控系统。

背景技术

在指挥调度的视频控制画面中，有一种视频标签效果，可以标记视频中的位置，并且可以随着摄像机的旋转而移动。在高空球机产生的视频流中加入视频标签，如果球机进行旋转或者倍率放大缩小，视频标签也需要跟随球机的变化进行相应计算而移动。

本申请的发明人在长期的研发过程中发现，相关技术中，利用球面极坐标原理实时计算出目标物体在屏幕中的位置，即将真实的点映射到以摄像机为圆心的球面极坐标系上，进行2D-3D转换，当摄像机旋转、变焦后，再由球面极坐标转换成2D屏幕坐标，在屏幕上显示。此方法只能计算手动在屏幕上添加的视频标签的计算，具有一定的局限性。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种视频监控的定位方法及视频监控系统，能够实时跟踪被摄目标在显示屏中的位置。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种视频监控的定位方法，应用于视频监控系统，视频监控系统包括摄像机，摄像机用于拍摄被摄目标，该方法包括：获取被摄目标的三维坐标；根据三维坐标，计算得到被摄目标在世界坐标系中的世界坐标；获取世界坐标系与相机坐标系的第一转换关系，根据世界坐标和第一转换关系计算得到被摄目标的相机坐标；获取相机坐标系和图像坐标系的第二转换关系，根据相机坐标和第二转换关系计算得到被摄目标的图像坐标；获取相机坐标系和像素坐标系的第三转换关系，根据图像坐标和第三转换关系计算得到被摄目标的像素坐标。

进一步地，根据三维坐标，计算得到被摄目标在世界坐标系中的世界坐标的步骤包括：将摄像机和被摄目标的高度差设置为预设值，三维坐标包括水平偏移角和垂直偏移角,并根据水平偏移角和垂直偏移角计算得到世界坐标，世界坐标满足以下公式：

z＝-1

z_w＝-1，

其中，高度差为1，α为水平偏移角、β为垂直偏移角(x_w，y_w，z_w)为世界坐标。

进一步地，第一转换关系满足以下公式：

其中，(x_c，y_c，z_c)为相机坐标，(x_w，y_w，z_w)为世界坐标，

θ＝270°-β，ω＝90°-α。

进一步地，第二转换关系满足以下公式：

其中，F_p和F_t为摄像机的镜头焦距，(x_i，y_i)为图像坐标，(x_c，y_c，z_c)为相机坐标。

进一步地，第三转换关系满足以下公式：