[发明专利]一种电力变电站的全景视频监控方法

摘要

本发明公开了一种电力变电站的全景视频监控方法。该方法针对电力变电站现场多摄像机拍摄角度差异较大的情况，首先对各摄像机拍摄图像进行焦距变换和视角变换，将各摄像机拍摄图像变换到统一视角成像平面，然后再进行全景图像拼接，最后在监控屏幕上展示，实现全景监控。其中，为了实现图像焦距变换和视角变换，首先对各摄像机进行标定获取摄像机参数，并在场景中设置标记以便于寻找匹配点，然后根据摄像机参数和匹配点实现图像变换。本发明解决了现有的基于特征点匹配的全景拼接技术往往仅考虑视角平行或差异较小的情况，而在拼接拍摄角度差异较大的图像时往往失效的问题。

主权项

1.一种电力变电站的全景视频监控方法，其特征在于具体步骤为：第一步.搭建电力变电站全景视频监控系统电力变电站全景视频监控系统，包括:摄像机以及计算机，所述摄像机的数量是2‑4个,所述计算机,包括:数据采集模块、图像预处理模块、标识识别模块、摄像机立体标定模块和图像融合与显示模块；数据采集模块的功能为：解析从摄像头传输过来的图像数据并存储数据供后续的模块调用；图像预处理模块的功能为：对原始的图像数据进行滤波、对比度拉伸、直方图均衡操作；标识识别模块的功能为：使用图像处理识别出预先摆放好的标记，并且获取标记在图像中的精确坐标；摄像机立体标定模块的功能为：根据识别出的标识的坐标计算两个摄像机之间的基本矩阵，根据基本矩阵完成图像的视角变换，将不同视角的图片统一到同一个视角上，并且在此基础上完成图像的配准；图像融合与显示模块的功能为：使用多波段融合方式将视角变换后的多张图像融合为一张完整的全景图像，最后根据实际情况调整全景图像的显示视角；摄像机的安装位置要保证相邻的两个摄像机至少有20％的画面重叠；摄像机的输出数据线与计算机的网口相连；计算机将计算好的全景视频画面输出到控制中心的屏幕上；另外在实际的室内场景中要根据摄像机中的视野，在相邻摄像机的重叠区域摆放用于识别的标记；第二步.数据采集模块采集数据并标定摄像机对架设好的多台摄像机，通过数据采集模块读入图像数据，然后用图像预处理模块对图像数据进行滤波、对比度拉伸、直方图均衡处理；数据采集模块采用张正友标定法读入图像数据，对摄像机进行标定和求解摄像机内部参数；第三步.摄像机图像视角变换比较各摄像机间的重合区域和覆盖面积，从中选取覆盖面积最广且与其他摄像机图像重合区域最多的摄像机作为主视角摄像机，其对应视角作为主视角；在监控场景中粘贴颜色形状各异的醒目标记，并保证每个摄像机与主视角摄像机的重合区域中包含超过10个标记；这样，两个摄像机中同一标记中心位置处为一对匹配点；标记识别模块识别和定位图像中的标记物；摄像机立体标定模块求得摄像机视角变换所需的基本矩阵：首先对各摄像机拍摄图像做焦距调整伸缩变换，使各摄像机画面变换到同一焦距平面上；然后在摄像机拍摄图像上检测标记匹配点，再结合摄像机参数，使用8点求解法和RANSAC算法来求解各摄像机最佳投影变换矩阵，对各图像做视角调整；第四步图像融合与显示模块进行全景图像拼接图像融合与显示模块处理视角变换过之后的图像；使用基于SIFT特征提取的图像匹配技术对视角变换后的各摄像机图像进行图像配准、定位和图像融合，形成全景图像，采用插值技术对图像匹配中缺失的部分进行修补；至此，完成了电力变电站的全景视频监控。