CN107845111A - 一种红外全景监控中环带显示区的生成方法 - Google Patents

一种红外全景监控中环带显示区的生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种红外全景监控中环带显示区的生成方法，首先将矩形图像首尾相接连成一个圆环，然后计算原矩形中任一与长边平行且与长边长度相等的线段转换到圆环内每一个对应圆周的缩放比例，进而求得在圆环中任一目标点距离从矩形左宽边转化到圆环的拼接线处的弧长，从而求出目标点与此拼接线的夹角，最后计算出目标在圆环中的坐标。经过从矩形图像转化到圆环图像，使红外全景监控图像能够在环带显示区中对应显示，并展示出清晰的方位信息。

Description

一种红外全景监控中环带显示区的生成方法
技术领域
本发明属于红外监控处理技术领域，尤其涉及一种红外全景监控中环带显示区的生成方法，进一步涉及一种将目标在红外全景矩形监控图像中转换到环带显示区中显示的方法。
背景技术
红外全景监控具有监控视野广阔的优势，能够提供360°无死角监控。但红外全景监控的360°图像在平面上展示并不是很方便，现有的技术方案将360度的红外全景监控图像分割成矩形图像显示在屏幕上，当目标出现或移动时，需要以坐标信息判断目标的方位，不直观易懂，不具有方向感。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种红外全景监控中环带显示区的生成方法，将红外全景矩形监控图像转化成环带显示图像，通过环带显示，能够直观地看出目标处于监控点四周的方位信息；本发明通过渐进式缩放将矩形的每一条与长边平行的线段拼接、缩放成圆周，从而将整个矩形转化成一个圆环来实现此方法。
本发明方法首先将矩形图像首尾相接连成一个圆环，然后计算矩形中任一与长边平行的线段到每个对应圆周的缩放比例，进而求得在圆环中任一目标点距离从矩形宽边转化到圆环的拼接线处的弧长，从而求出目标点与此拼接线的夹角，最后计算出目标在圆环中的坐标。经过从矩形图像转化到圆环图像，使红外全景监控图像能够在环带显示区中对应显示，并展示出清晰的方位信息。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
1、一种红外全景监控中环带显示区的生成方法，其特征在于，设红外全景矩形框的长边沿坐标轴x轴走向，长度为w；矩形框的宽边沿坐标轴 y轴走向，宽度为h，现将全景矩形框中观测到的目标点A(x，y)转化在环带显示区中显示，其包括以下步骤：
步骤1：将矩形框的左右两条宽边拼接在一起，构成圆环
假设圆环的圆心与全景矩形框的左上角坐标相同，都位于原点 (0，0)，圆环外圆的周长等于矩形的长w，圆环内两圆的间距等于矩形的宽度h，圆环的大圆半径为r1，则在转化过程中，矩形内每一条与长边平行的线段都被渐进式地转化为圆环内大圆和小圆之间每一个的圆周；
步骤2：计算上述每条矩形长边到每个圆形周长的缩放比例ρ，
步骤3：计算环带区内目标点到圆环拼接线处的弧长及夹角
矩形上目标点A(x，y)距离矩形左宽边的距离为x，则所求弧长圆环上目标点(x1，y1)与圆环拼接处的夹角θ，上述求得的弧长l除以圆C的半径r2，经化简
步骤4：计算环带区中目标点的坐标
从矩形拼接到圆环，圆环的拼接线可以在任意位置，拼接线与x轴正半轴的夹角为θ1，那么目标点
假设拼接线位于y轴正半轴(向下为正)，那么x轴正半轴距离拼接线处为则
步骤5：推广当圆环的外圆周长为任意值时，圆环上目标点的坐标
上述求得的环带区内的目标建立在圆环的外圆周长等于矩形的长边长度w；当外圆周长为任意值b时，环带区中目标点
步骤6：推广当环带区的宽度(两圆之间的间隔)为任意值时，环带区中目标点的坐标
上述求得的环带区内的目标建立在圆环的宽度为等于矩形的宽度h；当对圆环内的小圆进行缩放时，即将环带区的宽度从h改变到αh时，圆环内目标点(x3，y3)到圆环外圆到距离从y1变为αy1，目标点所在圆周的半径r3变为r1-αy，也就是夹角θ不改变，因此
步骤7：推广到环带区的圆心在坐标轴任意位置时，环带区中目标点的坐标
上述推导建立在假设圆环的圆心位于坐标轴原点(0，0)。当圆心移动到点(p，q)时，环带区中目标点(x4，y4)＝(x3+p，y3+q)。
作为优选，步骤2具体为：
根据步骤1中从矩形转化成圆环的条件设定，设矩形框中目标点 A(x，y)在环带显示区中的坐标为(x1，y1)，以原点(0，0)为圆心，目标点(x1，y1)为圆周上一点作圆C，圆C的半径为r2，则 r2＝(r1-y)。这是因为，在矩形中目标点A(x，y)到矩形长边的距离为y；当转化到环带中时，目标点(x1，y1)距离外圆圆周的距离就是y，因此目标点(x1，y1)所在圆周，也就是圆C的半径为r2＝(r1-y)；圆 C的周长l＝2πr2＝2π(r1-y)，化简后周长l＝w-2πy；缩放比例
本发明能够将红外全景监控图像转换成环带图像显示出来，在环带图像上进行观测能够直观地观测所有目标的方位，并且能够对转换后的环带图的外圆周长、内圆周长、圆心位置进行自定义设置以便显示效果优化。
附图说明
图1为红外全景监控图像的矩形框显示，
图2为红外全景监控图像的环带区显示。
具体实施方式
本发明提供一种红外全景监控中环带显示区的生成方法，包括以下步骤：
红外全景矩形框的长边沿坐标轴x轴走向(x轴向右为正)，长度为w；矩形框的宽边沿坐标轴y轴走向(y轴向下为正)，宽度为h。在红外全景矩形框中观测到一目标点A(x，y)，如图1所示：
现将全景矩形框中观测到的目标点A(x，y)转化在环带显示区中显示，
步骤1：将矩形框的左右两条宽边拼接在一起，构成圆环
假设圆环的圆心与全景矩形框的左上角坐标相同，都位于原点 (0，0)。圆环外圆的周长等于矩形的长w，圆环内两圆的间距等于矩形的宽度h，圆环的大圆半径为r1，则在转化过程中，矩形内每一条与长边平行的线段都被渐进式地转化为圆环内大圆和小圆之间每一个的圆周。
步骤2：计算上述每条矩形长边到每个圆形周长的缩放比例ρ
根据步骤1中从矩形转化成圆环的条件设定，设矩形框中目标点 A(x，y)在环带显示区中的坐标为(x1，y1)。以原点(0，0)为圆心，目标点(x1，y1)为圆周上一点作圆C，圆C的半径为r2，则 r2＝(r1-y)。这是因为，在矩形中目标点A(x，y)到矩形长边的距离为y。当转化到环带中时，目标点(x1，y1)距离外圆圆周的距离就是y，因此目标点(x1，y1)所在圆周，也就是圆C的半径为r2＝(r1-y)。圆 C的周长l＝2πr2＝2π(r1-y)，化简后周长l＝w-2πy。因此缩放比例
步骤3：计算环带区内目标点到圆环拼接线处的弧长及夹角
矩形上目标点A(x，y)距离矩形左宽边的距离为x，则所求弧长根据弧长公式，弧长＝夹角(弧度)*半径，可以求得圆环上目标点(x1，y1)与圆环拼接处的夹角θ，也就是上述求得的弧长l 除以圆C的半径r2，经化简如图2所示:
步骤4：计算环带区中目标点的坐标
从矩形拼接到圆环，圆环的拼接线可以在任意位置，拼接线与x轴正半轴的夹角为θ1，那么目标点
例如，假设拼接线位于y轴正半轴(向下为正)，那么x轴正半轴距离拼接线处为则
步骤5：推广当圆环的外圆周长为任意值时，圆环上目标点的坐标
上述求得的环带区内的目标建立在圆环的外圆周长等于矩形的长边长度w。当外圆周长为任意值b时，环带区中目标点
步骤6：推广当环带区的宽度(两圆之间的间隔)为任意值时，环带区中目标点的坐标
上述求得的环带区内的目标建立在圆环的宽度为等于矩形的宽度h。当对圆环内的小圆进行缩放时，也就是将环带区的宽度从h改变到αh时，圆环内目标点(x3，y3)到圆环外圆到距离从y1变为αy1，目标点所在圆周的半径r3变为r1-αy，也就是夹角θ不改变，因此
步骤7：推广到环带区的圆心在坐标轴任意位置时，环带区中目标点的坐标
上述推导建立在假设圆环的圆心位于坐标轴原点(0，0)。当圆心移动到点(p，q)时，环带区中目标点(x4，y4)＝(x3+p，y3+q)。
实施例1
设红外全景监控的矩形图像长度为w，宽度为h，将其转换为外圆周长为b，圆环宽度为αh，拼接处与x轴的夹角为θ1，圆心位于(p，q)的圆环，在红外全景矩形框中观测到一目标点(x，y)，其对应转换后在圆环的坐标为：
。

Claims (2)

1.一种红外全景监控中环带显示区的生成方法，其特征在于，设红外全景矩形框的长边沿坐标轴x轴走向，长度为w；矩形框的宽边沿坐标轴y轴走向，宽度为h，现将全景矩形框中观测到的目标点A(x，y)转化在环带显示区中显示，其包括以下步骤：
步骤1：将矩形框的左右两条宽边拼接在一起，构成圆环
假设圆环的圆心与矩形框的左上角坐标相同，都位于原点(0，0)，圆环外圆的周长等于矩形的长w，圆环内两圆的间距等于矩形的宽度h，圆环的大圆半径为r1，则在转化过程中，矩形内每一条与长边平行的线段都被渐进式地转化为圆环内大圆和小圆之间每一个的圆周；
步骤2：计算上述每条矩形长边到每个圆形周长的缩放比例ρ，
步骤3：计算环带区内目标点到圆环拼接线处的弧长及夹角
矩形上目标点A(x，y)距离矩形左宽边的距离为x，则所求弧长圆环上目标点(x1，y1)与圆环拼接处的夹角θ，上述求得的弧长l除以圆C的半径r2，经化简
步骤4：计算环带区中目标点的坐标
从矩形拼接到圆环，圆环的拼接线可以在任意位置，拼接线与x轴正半轴的夹角为θ1，那么目标点
假设拼接线位于y轴正半轴(向下为正)，那么x轴正半轴距离拼接线处为则
步骤5：推广当圆环的外圆周长为任意值时，圆环上目标点的坐标
上述求得的环带区内的目标建立在圆环的外圆周长等于矩形的长边长度w；当外圆周长为任意值b时，环带区中目标点
步骤6：推广当环带区的宽度(两圆之间的间隔)为任意值时，环带区中目标点的坐标
上述求得的环带区内的目标建立在圆环的宽度为等于矩形的宽度h；当对圆环内的小圆进行缩放时，即将环带区的宽度从h改变到αh时，圆环内目标点(x3，y3)到圆环外圆到距离从y1变为αy1，目标点所在圆周的半径r3变为r1-αy，也就是夹角θ不改变，因此
步骤7：推广到环带区的圆心在坐标轴任意位置时，环带区中目标点的坐标
上述推导建立在假设圆环的圆心位于坐标轴原点(0，0)。当圆心移动到点(p，q)时，环带区中目标点(x4，y4)＝(x3+p，y3+q)。
2.如权利要求1所述的红外全景监控中环带显示区的生成方法，其特征在于，步骤2具体为：
根据步骤1中从矩形转化成圆环的条件设定，设矩形框中目标点A(x，y)在环带显示区中的坐标为(x1，y1)，以原点(0，0)为圆心，目标点(x1，y1)为圆周上一点作圆C，圆C的半径为r2，则r2＝(r1-y)。这是因为，在矩形中目标点A(x，y)到矩形长边的距离为y；当转化到环带中时，目标点(x1，y1)距离外圆圆周的距离就是y，因此目标点(x1，y1)所在圆周，也就是圆C的半径为r2＝(r1-y)；圆C的周长l＝2πr2＝2π(r1-y)，化简后周长l＝w-2πy；缩放比例
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