[发明专利]基于匹配的摄像头像素坐标和大地坐标转换方法及系统

说明书

本申请公开了一种基于匹配的摄像头像素坐标和大地坐标转换方法及系统。首先确定目标摄像头在世界坐标系下的三维位置；然后基于三维位置，获取目标摄像头摄像覆盖范围的遥感影像以及目标摄像头所拍摄的视频图像；最后将遥感影像和视频图像进行匹配并输入到预设的坐标线性变换图像匹配模型中，获得视频图像中像素坐标所对应的大地坐标。本发明可以实时转换视频图像像素坐标到地理坐标，根据获取到的事件像素坐标位置可以实时计算获得大地坐标系下坐标位置。

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别涉及一种基于匹配的摄像头像素坐标和大地坐标转换方法及系统。

背景技术

目前视频摄像头定位技术一般采用双目摄像头定位技术，通过模仿人眼的功能实现对物体距离和大小的感知，进而感知周边环境，定位视频中点位的实际的坐标位置，其具体地是利用两部相机来定位，对物体上一个特征点，用两部固定于不同位置的相机摄得物体的像，分别获得该点在两部相机像平面上的坐标，只要知道两部相机精确的相对位置，就可用几何的方法得到该特征点在固定一部相机的坐标系中的坐标。

但在常规的自然资源调查监测中，没有条件携带或布置双目相机，所使用的摄像头大多采用单摄像头监测，无法实现视野内事件发生的准确定位。

发明内容

基于此，本申请实施例提供了一种基于匹配的摄像头像素坐标和大地坐标转换方法及系统，能够通过高空摄像头俯视地面时能够快速有效的获取摄像头图像记录的地理位置，实现摄像头像素坐标和大地坐标转换，达到实时记录事件发生位置的作用。

第一方面，提供了一种基于匹配的摄像头像素坐标和大地坐标转换方法，该方法包括：

确定目标摄像头在世界坐标系下的三维位置；

基于所述三维位置，获取目标摄像头摄像覆盖范围的遥感影像以及目标摄像头所拍摄的视频图像；其中，所述遥感影像中包括世界坐标系下的大地坐标；

将所述遥感影像和所述视频图像进行匹配并输入到预设的坐标线性变换图像匹配模型中，获得所述视频图像中像素坐标所对应的大地坐标。

可选地，所述将所述遥感影像和所述视频图像进行匹配并输入到预设的坐标线性变换图像匹配模型中，包括：

建立所述遥感影像和所述视频图像的线性变换关系，通过最小化误差函数确定参数迭代增量，并由迭代法求得最佳线性变换参数。

可选地，所述通过最小化误差函数确定参数迭代增量，包括：

定义待匹配的两幅二维图像F和G中坐标的偏移量为C，则有：

其中，a表示变换参数，a₁,a₄分别表示在x方向和y方向的平移变换量，a₂,a₅分别表示向x,y的x方向变换参数，a₃,a₆分别表示向x,y的y方向变换参数；

定义图像匹配的误差函数为：

其中，该公式中领域R与图像G的分辨率一致，F(X+C)表示视频图像坐标，G(X)表示遥感影像的坐标；

通过最小化误差函数可以求出变换参数a，并引入增量∆a代入到偏移量公式中得到偏移量增量∆C；

则有：