CN205693769U - 一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉*** - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***包括：运动摄像机和多台固定摄像机，运动摄像机和多台固定摄像机设置于复杂场面中；多个固定摄像机，获得复杂场面中全景无缝视频画面的源数据；一台运动摄像机，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉。本实用新型利用运动摄像机预置位和固定摄像机全景视频画面的映射关系表，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频画面的局部细节视频画面的定位捕捉，降低了图像搜索匹配范围，提高搜索匹配效率。

Description

一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***

技术领域

本实用新型属于智能监控技术领域，具体涉及一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***。

背景技术

机场、港口等区域具有空旷、视野大的特点，单个摄像机视场角有限，不能做出全面的监视；多个分散的摄像机虽然能对场面作全方位监视，但提供的画面离散凌乱，需要用户的视觉在各画面上切换，不方便直观查看；利用安装在一定位置的多个固定摄像机获取图像，通过图像拼接融合算法，得到实时无缝全景拼接画面，能很好的方便用户直观查看，把握场面的总体态势，但全景画面无法对场景中细节作详细显示，全景与球机或运动摄像机的联动成为一种同时把握全局态势和查看局部细节的有效方法。球机受限于物理结构，其镜头焦距通常有限，对于机场、港口这样的大型区域，无法查看到远距离端物体的局部细节信息，正因如此，全景和运动摄像机的分布式联动成为该类监视管理的实用方法，如专利“一种可同时进行全景显示与局部查看的分布式联动***(ZL 2013 2 0644 149.4)”，该类分布式联动方法通常利用经纬度与平面图像的转换对应或者通过其它的一些复杂计算得出运动摄像机需要转动的角度，实现与全景画面的联动。

专利“采用预置位实现观察画面分布式联动显示的方法及装置(201510178584.6)”利用预置位实现了两个观察画面的联动，避免了复杂计算和坐标转换，能较好满足机场、港口等空旷区的监控管理需求，但全景画面中选择的位置不一定在运动摄像机画面的中心区域。

通过对现有技术的分析，可知，利用运动摄像机对全景目标快速定位和捕捉，是一种简单、快速、准确以及提高搜索匹配效率的***。

实用新型内容

现有技术计算运动摄像机转动的角度采用经纬度与平面图像转换和复杂计算方法、在全景中搜索框选区域、全景画面中选择的位置不一定在运动摄像机画面的中心区域，使得搜索匹配效率降低的技术缺陷和用户体验不够好的实际效果，本实用新型的目的是提出一种计算简单、降低图像搜索匹配范围，提高搜索匹配效率的运动摄像机对全景目标快速定位和捕捉***。

为了达成本实用新型的目的，本实用新型提供一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***，所述***包括运动摄像机和多台固定摄像机，其中：

运动摄像机和多台固定摄像机设置于复杂场面中；

多个固定摄像机，获得复杂场面中全景视频画面的源数据；

一台运动摄像机，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉。

与现有技术相比，本实用新型***的有益效果：本实用新型一种运动摄像机对全景目标快速定位和捕捉***利用运动摄像机预置位和固定的摄像机全景视频画面的映射关系表，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉，降低图像搜索匹配范围，提高搜索匹配效率；将全景视频画面内的图像搜索匹配转换为运动摄像机视频画面的图像搜索匹配，分辨率极大降低，提高了搜索匹配效率；图像匹配和运动控制只需要在直角坐标系下就能完成，不涉及坐标转换；通过坐标位置比较来实现运动控制只需简单的坐标位置比较即可实现运动摄像机的平滑、准确运动；本实用新型适用于全景框选目标运动的情况。本实用新型***结合预置位映射关系表、图像匹配和运动控制来实现全景视频画面上目标的定位。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***示意图；

图2是本实用新型中护罩支架结构示意图；

图3是本实用新型方位关系示意图；

图4是本实用新型方位关系示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

本实用新型一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***，应用于机场、港口、仓库等大型场所以及广场区域，利用多个固定摄像机视频画面的拼接融合得到全景无缝视频画面，实现对机场、港口、仓库等大型场所以及广场的各区域的监视。本实用新型的一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***，属于智能监控领域，用于实现全景框选目标的精准定位捕捉。首先，利用全景画面和运动摄像机预置位的对应关系实现初次联动，确保框选区域在运动摄像机视频画面内；然后，作框选区域的图像匹配，得到框选区域在运动摄像机视频画面内的位置；最后，利用运动摄像机控制策略使框选区域出现在运动摄像机视频画面的中心区域位置。

请参阅图1本实用新型提供的一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***，实现运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***的具体实施例如下：

实施例A:

本实用新型提供的一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***，该***包括运动摄像机和多个固定摄像机，运动摄像机和多台固定摄像机设置于复杂场景中；

多个固定摄像机，获得复杂场面中全景视频画面的源数据；

一台运动摄像机，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉。

本实施例利用运动摄像机预置位和固定摄像机全景视频画面的映射关系表，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频画面的局部细节视频画面的定位捕捉，降低了图像搜索匹配范围，提高搜索匹配效率。

实施例B:

本实施例提供的一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***，所述***包括多台固定摄像机、一台运动摄像机，还包括第一交换机和第二交换机，其中：

运动摄像机和多台固定摄像机设置于复杂场景中；

多个固定摄像机，获得复杂场面中全景无缝视频画面的源数据；

一台运动摄像机，获得全景无缝视频画面中的局部细节视频画面，实现全景无缝视频局部细节视频画面的定位捕捉；

第一交换机通过网线与对应的所述固定摄像机、运动摄像机连接；

第一交换机和第二交换机连接，第一交换机和第二交换机，用于传输固定摄像机和运动摄像机的视频画面，以及向运动摄像机发送预置位命令。所述固定摄像机数量一般取值4-8台。

本实施例在本实用新型的***中基于图像拼接处理算法，将N台固定摄像机视频画面拼接融合为全景无缝视频画面，固定摄像机N数量根据场景的大小设定。本实用新型***联动定位全景无缝视频画面中的框选区域，本实施例第一交换机和第二交换机连接传输固定摄像机和运动摄像机的视频画面及对应预置位命令，将全景视频画面中搜索匹配图像转化为在运动相机视频画面中的搜索匹配图像，大大缩小了图像搜索匹配的范围。

实施例C:

本实施例基于实施例B，提供一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***包括：多台固定摄像机、一台运动摄像机、第一交换机、第二交换机，所述***还包括：拼接处理单元、控制处理单元，其中：

运动摄像机和多台固定摄像机设置于复杂场景中；

多个固定摄像机，获得复杂场景中全景无缝视频画面；

一台运动摄像机，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉；

第一交换机通过网线与对应所述固定摄像机、运动摄像机连接；

所述第一交换机和第二交换机连接，第一交换机和第二交换机用于传输固定摄像机和运动摄像机的视频画面，以及向运动摄像机发送预置位命令；

拼接处理单元与所述第二交换机连接；

拼接处理单元，用于处理多个固定摄像机的各视频画面信息的拼接融合、获得全景视频画面，构建全景网格，识别鼠标位置，并传送鼠标位置信息；

控制处理单元与所述第二交换机连接；

控制处理单元，解码运动摄像机的视频画面、存储映射表、接受来自拼接处理单元的鼠标位置、查询二维映射表，获取运动摄像机和预置位分量，利用Pelco-P或Pelco-D协议，发送预置位命令到运动摄像机，驱使其转动到合适角度，并自动缩放、对焦。

本实施例采用拼接处理单元和控制处理单元，拼接处理单元通过第二交换机传输信息到控制处理单元，结合预置位映射关系表lis、图像匹配和运动控制方法，将全景视频画面内的图像搜索匹配转换为运动相机视频画面的图像搜索匹配，分辨率极大降低，提高了搜索匹配效率。

实施例D:

本实施例提供一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***包括：多台固定摄像机、一台运动摄像机、第一交换机、第二交换机，所述***还包括拼接处理单元、控制处理单元其中之一：其中：

运动摄像机和多台固定摄像机设置于复杂场景中；

多个固定摄像机，获得复杂场景中全景无缝视频画面；所述固定摄像机安装于同一护罩支架里；

一台运动摄像机，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉；

第一交换机通过网线与对应的所述固定摄像机、运动摄像机连接；

第一交换机和第二交换机连接，第一交换机和第二交换机用于传输固定摄像机和运动摄像机的视频画面，以及向运动摄像机发送预置位命令；

拼接处理单元与所述第二交换机连接；

拼接处理单元，用于处理多个固定摄像机的各视频画面信息的拼接融合、获得全景视频画面、构建全景网格、识别鼠标位置，并传送鼠标位置信息；

控制处理单元与所述第二交换机连接；

控制处理单元，解码运动摄像机的视频画面、存储映射表、接受来自拼接处理单元的鼠标位置、查询二维映射表，获取运动摄像机和预置位分量，并利用相关传输协议，发送预置位命令到运动摄像机，驱使其转动到合适角度，并自动缩放、对焦。

本实施例基于实施例B-C提供的所述运动摄像机控制策略，利用图像搜索匹配算法，在运动摄像机中找到框选区域；通过运动摄像机控制算法，将框选区域移动到运动摄像机摄取图像的中心区域，直到运动摄像机停止运动，从而实现全景目标快速定位捕捉。利用运动摄像机框选区域中心点坐标与运动摄像机摄取图像中心区域中心点的方位关系比较来确定控制运动摄像机的运动控制策略即可实现运动摄像机的运动控制。本实用新型的运动摄像机控制策略简单、有效。本实用新型中图像匹配和运动控制只需要在直角坐标系下就能完成，不涉及坐标转换，使得运动控制算法简单，只需简单的坐标位置比较即可实现运动摄像机的平滑、准确运动。本实用新型避免了经纬度坐标转换，减少了差分GPS等额外设备的成本开销。

实施例E:

请参阅图2示出一种护罩结构，本实施例将所述固定摄像机安装于同一护罩支架里；所述固定摄像机数量和所述高低位置不同的运动摄像机数量N根据场景的大小设定，运动摄像机镜头的选取根据实际情况任意选择。所述运动摄像机需安装在固定摄像机的水平面或水平平行面上。

续请参阅图2示出本实施例一种护罩结构包括：安装台1、网络设备箱2、塔架3、上部塔架4、支撑托架5、支撑架6、框架7、框架盖8、支撑杆9、支架10，其中：

网络设备箱2、底部塔架3的底部对应设置于安装台1上；

上部塔架4与支撑托架5、底部塔架3对应连接；

支撑架6、支架10与支撑托架5对应连接；避雷器与支架10连接；

支撑架6与框架7连接；框架7与多台固定摄像机连接；

框架盖8设置于框架7、支撑杆9之间，支撑杆9与运动摄像机连接。

本实施例的护罩结构可以确保安装于框架7中的固定摄像机和支撑杆9上的运动摄像机在水平平行面上；基本阻止了太阳对固定摄像机的直射，避免了逆光成像；使得运动摄像机及其镜头可以根据实际需要任意选择。

本实用新型一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉的工作过程如下：

利用复杂场面中全景视频画面与运动摄像机预置位的映射对应关系，实现对运动摄像机的初次定位，将框选区域设置于运动摄像机视频画面内；将框选区域与运动摄像机视频画面内的图像匹配，得到框选区域在运动摄像机视频画面内的位置；利用运动摄像机控制策略，使框选区域出现在运动摄像机视频画面的中心区域位置，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉。利用图像搜索匹配和运动控制算法实现对运动目标的快速精准定位。

利用图像拼接处理算法，将N台固定摄像机视频画面拼接融合为无缝全景视频画面，固定摄像机N数量根据场景的大小设定。本实用新型在无缝全景视频画面中搜索匹配图像，将搜索匹配图像转化为在运动相机视频画面中的搜索匹配图像，大大缩小了图像搜索匹配的范围。

在全景视频画面上构建网格grid(m,n)，建立网格和运动摄像机预置位的映射表list，其中，m是网格的行，n是网格的列。本实用新型利用预置位和全景视频画面的映射关系，能将全景视频画面内的图像搜索匹配转换为运动相机视频画面的图像搜索匹配，分辨率极大降低，提高了搜索匹配效率。

所述对运动摄像机的初次定位包括：利用鼠标在全景视频画面上框选区域(x,y,w,h)；x,y为框选区域左上角坐标点，w,h为框选区域的长度和宽度；对框选区域进行裁剪，获得剪裁框选区域；将剪裁框选区域(x₁,y₁,w₁,h₁)设置于单个网格内，获得网格匹配的剪裁框选区域；通过查询映射表list，驱动并对运动摄像机进行初次定位，从而保证将网格匹配的裁剪框选区域(x₁,y₁,w₁,h₁)设置于运动摄像机视频画面内；其中，x₁,y₁为新的框选区域左上角坐标点，w₁,h₁为新的框选区域的长度和宽度。本实用新型中提供的所述初次定位的具体实施例，结合预置位映射关系表lis、图像匹配和运动控制方法，确保了新的框选区域位置在运动摄像机视频画面内，进而精确定位运动摄像机中目标的视频画面。

所述运动摄像机控制策略包括：将网格匹配的裁剪框选区域设定为上一帧的框选区域；获取运动摄像机新的一帧视频图像，利用图像搜索匹配算法，在新的一帧视频图像中匹配上一帧的框选区域(x₁,y₁,w₁,h₁)，得到所述新的一帧视频图像的新的框选区域(x₂,y₂,w₂,h₂)，其中，x₂,y₂为新的框选区域左上角坐标点，w₂,h₂为新的框选区域的长度和宽度；所述图像搜索匹配算法可以使用误差反向传播2BP算法，加速稳健特征SURF算法或尺度不变特征转换SIFT算法。通过运动摄像机控制算法，将新的框选区域(x₂,y₂,w₂,h₂)向运动摄像机摄取图像的中心区域(x₀,y₀,w₀,h₀)移动，x₀,y₀为中心区域(x₀,y₀)的坐标点，w₀,h₀为中心区域的长度和宽度；将框选区域(x₂,y₂,w₂,h₂)的位置信息赋值到框选区域(x₁,y₁,w₁,h₁)，即设置(x₁,y₁,w₁,h₁)＝(x₂,y₂,w₂,h₂)；从运动摄像机获取新的视频图像，直到运动摄像机停止运动，从而实现全景目标快速定位捕捉。本实用新型的运动摄像机控制策略简单、有效。

本实用新型运动摄像机控制算法只需要定时做比较大小等简单的数学操作，实现全景目标快速精准定位捕捉的具体实现方式如下：请参阅图3示出确定运动摄像机的框选区域中心点坐标(x,y)与中心区域中心点坐标(x₀,y₀)方位关系；

方位关系1：当所述坐标点x<x₀，y<y₀时，则运动摄像机的框选区域中心点坐标(x,y)位于中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的左下方位；x,y为框选区域的中心点坐标(x,y)的坐标点，其中：

方位关系2：当所述坐标点x<x₀，y＞y₀时，则运动摄像机的框选区域中心点坐标(x,y)位于中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的左上方位；

方位关系3：当所述坐标点x＞x，y＞y₀时，则运动摄像机的框选区域中心点坐标(x,y)位于中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的右上方位；

方位关系4：当所述坐标点x＞x₀，y<y₀时，则运动摄像机的框选区域中心点坐标(x,y)位于中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的右下方位。

请参阅图4示出控制运动摄像机的运动控制策略，根据方位关系，确定控制运动摄像机的运动控制策略包括：

运动控制策略1：

根据的所述坐标点x<x₀，y<y₀，即框选区域中心点坐标(x,y)在中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的左下方位，则首先控制运动摄像机向左下方位运动；

当运动摄像机运动到|x-x₀|<a，停止X方向的运动，运动摄像机只在Y方向运动；其中a表示x,x₀的X方向的间距值；

当运动摄像机运动到|y-y₀|<b时，停止Y方向上的运动，运动摄像机只在X方向运动，其中b表示y,y₀的Y方向间距值。

或：当|x-x₀|<a，同时|y-y₀|<b时，运动摄像机停止运动，框选区域已在运动摄像机中心区域。

运动控制策略2：

根据所述坐标点为x<x₀，y＞y₀，即框选区域中心点坐标(x,y)在中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的左上方位，则控制运动摄像机向左上方位运动；

当运动摄像机|运动到|x-x₀|<a，停止X方向的运动，运动摄像机只在Y方向运动；

当运动摄像机运动到|y-y₀|<b时，停止Y方向上的运动，运动摄像机只在X方向运动；

或：当|x-x₀|<a，同时|y-y₀|<b时，运动摄像机停止运动，框选区域已在运动摄像机中心区域。

运动控制策略3：

根据所述坐标点为x＞x₀，y＞y₀，即框选区域中心点坐标(x,y)在中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的右上方位，则控制运动摄像机向右上方位运动；

当运动摄像机|运动到|x-x₀|<a，停止X方向的运动，运动摄像机只在Y方向运动；

当运动摄像机运动到|y-y₀|<b时，停止Y方向上的运动，运动摄像机只在X方向运动；

或：当|x-x₀|<a，同时|y-y₀|<b时，运动摄像机停止运动，框选区域已在运动摄像机中心区域。

运动控制策略4：

根据所述坐标点为x＞x₀，y<y₀，即框选区域中心点坐标(x,y)在中心区域中心点坐标(x₀,y₀)的右下方位，则控制运动摄像机向右下方位运动；

当运动摄像机|运动到|x-x₀|<a，停止X方向的运动，运动摄像机只在Y方向运动；

当运动摄像机运动到|y-y₀|<b时，停止Y方向上的运动，运动摄像机只在X方向运动；

或：当|x-x₀|<a，同时|y-y₀|<b时，运动摄像机停止运动，框选区域已在运动摄像机中心区域。

本实用新型中图像匹配和运动控制只需要在直角坐标系下就能完成，不涉及坐标转换，使得运动控制算法简单，只需简单的坐标位置比较即可实现运动摄像机的平滑、准确运动。本实用新型避免了经纬度坐标转换，减少了差分GPS等额外设备的成本开销。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种运动摄像机对全景目标快速定位捕捉***，其特征在于，所述***包括运动摄像机和多台固定摄像机，运动摄像机和多台固定摄像机设置于复杂场面中；

多个固定摄像机，获得复杂场面中全景视频画面的源数据；

一台运动摄像机，获得全景视频画面中的局部细节视频画面，实现全景视频局部细节视频画面的定位捕捉；所述***还包括：

第一交换机通过网线与对应的所述固定摄像机、运动摄像机连接；

第一交换机和第二交换机连接，第一交换机和第二交换机用于传输固定摄像机和运动摄像机的视频画面，以及向运动摄像机发送预置位命令。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：拼接处理单元与所述第二交换机连接。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：控制处理单元与所述第二交换机连接。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述固定摄像机安装于同一护罩里。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述护罩包括：安装台、网络设备箱、塔架、上部塔架、支撑托架、支撑架、框架、框架盖、支撑杆、支架，其中：

网络设备箱、底部塔架的底部对应设置于安装台上；

上部塔架与支撑托架、底部塔架对应连接；

支撑架、支架与支撑托架对应连接；避雷器与支架连接；

支撑架与框架连接；框架与多台固定摄像机连接；

框架盖设置于框架、支撑杆之间，支撑杆与运动摄像机连接。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述安装于框架中的固定摄像机和支撑杆上的运动摄像机在水平平行面上。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述固定摄像机数量根据场景的大小设定。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述运动摄像机镜头的选取根据实际情况任意选择。