專利名稱：多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價空間圖像拼接方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能交通系統(tǒng)，特別是涉及一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價空間圖像拼接方法。
背景技術：
視頻監(jiān)視有著廣泛的應用，我國的高速公路、城市交通、小區(qū)安防等都采用視頻監(jiān)視；近年來，在飛機對地觀測、低空監(jiān)視、施工現(xiàn)場監(jiān)視、機場場面監(jiān)視等都使用CXD監(jiān)視。在低空監(jiān)視方面，如文獻(羅曉，盧宇，吳宏剛，采用多視頻融合的機場場面監(jiān)視 方法，電訊技術，2011，Vol. 51(7)，pp :128-132)所述，長期以來，雷達技術在民航空中交通信息控制(Air Traffic Control, ATC)系統(tǒng)中扮演著重要角色,根據(jù)與被探測物體的交互方式，可分為協(xié)作式雷達和非協(xié)作式雷達兩種；所謂協(xié)作，是指雷達與被探測物體之間、信號發(fā)射機和接收機之間存在信息交互，如被探測物主動廣播自身狀態(tài)信息，而雷達接收到這些信息；對于非協(xié)作式雷達，則不存在這種交互關系，因此非協(xié)作式雷達可以獨立工作；典型的非協(xié)作式類如一次雷達，具體到機場場面區(qū)域有場面監(jiān)視雷達；但是，場面監(jiān)視雷達十分昂貴，尤其是對航班起降架次較小的中小型機場而言，這是一筆很大的開銷，在通用航空中難以使用；視頻技術作為一種常見和更便宜的設備，也能夠提供非協(xié)作式監(jiān)視潛力，這表現(xiàn)在4個方面首先，視頻監(jiān)視無需在飛行器、車輛等被探測物上安裝專門的設備；其次，視頻監(jiān)視能夠輸出視頻序列，并且在分析這些序列的基礎上可以進一步獲取活動目標的位置和速度信息，這一點很像場面監(jiān)視雷達；再次，由于其通用和便宜的特點，視頻攝像頭可以大量部署使其可以覆蓋到場面監(jiān)視雷達覆蓋受限的區(qū)域；最后，基于不同類型的攝像頭相互融合的方法可以提供更加豐富的信息，如紅外攝像頭可以提供夜間的目標檢測和跟蹤；因此，視頻監(jiān)視能夠作為中小型簡易機場場面監(jiān)視雷達等非協(xié)作式監(jiān)視手段的替代方案；同時，考慮到廣播式自主相關監(jiān)視ADS-B技術的快速發(fā)展，將視頻作為非協(xié)作式監(jiān)視手段，將ADS-B作為協(xié)作式監(jiān)視手段，這兩種數(shù)據(jù)的融合甚至完全有可能為未來的中小型機場提供監(jiān)視方案；在這種思路下，這就要求視頻系統(tǒng)至少能夠在場面區(qū)域內提供像場面監(jiān)視雷達一樣的位置、速度和圖像序列信息。在地形跟蹤方面，如文獻(王廣君，陳欣，田金文，明德烈，柳健，地形導航中的3D地形跟蹤方法，電波科學學報，2002，Vol. 17(6), pp =609-613,619)所述，目前飛行器導航主要是利用慣性系統(tǒng)，利用雷達高度表測量飛行器的飛行高度，從而確定飛行器的飛行過程；但是，在飛行器產(chǎn)生漂移，飛行器前方出現(xiàn)突變障礙物時，傳統(tǒng)的導航方式難以實時的對障礙物進行回避；激光成像雷達具有單色性、方向性等特點可以高精度的獲取前視距離圖像和3D實時地形圖；這為飛行器自動目標識別、障礙物回避、地形跟蹤、地形匹配等提供可能；在飛行器自動導航中，可以用激光成像雷達作為傳感器，實時獲取飛行器正下方的地形圖和飛行器前方的3D距離圖像；飛行器下方的實時地形圖用于飛行器的地形匹配，準確的確定飛行器的當前位置；飛行器前方的距離圖像，可以識別飛行器前方障礙物的信息，實現(xiàn)飛行器自動障礙物回避和自動地形導航；近年來，英國等國家給飛機加裝吊艙并采用圖像和測距設備實現(xiàn)飛行器避障、地形跟蹤/回避過程；地形參考圖可以通過圖像處理在線更新，不需要傳輸衛(wèi)星等手段得到的已知高分辨率標準3D地形圖，增加了系統(tǒng)可靠性。在建筑施工方面，隨著成像設備的廣泛普及，價格低廉的視頻監(jiān)控已被越來越多的建筑公司采用，安裝在施工現(xiàn)場的視頻攝像機，不僅可以輔助管理人員遠程、實時監(jiān)控施工進度，監(jiān)督工程用料，而且保存的視頻資料還可滿足項目雙方的存證需求，為確保工程質量，提高施工效率，采用基于計算機視覺的施工場景監(jiān)控提供了一種非侵入、方便、快捷的機制來分析施工現(xiàn)場的目標，理解施工現(xiàn)場時間、空間上的變化，為評估施工進度，提高生產(chǎn)效率提供了客觀、準確、翔實、實時的數(shù)據(jù)。大量的實踐表明，常用CXD圖像幅面大小為720*576，速度25幀/秒或30幀/秒，大幅面如圖像幅面大小8000*6000的CXD速度僅為O. 5幀/秒；CM0S鏡頭雖然速度快但不能適應很多應用場合；對于飛行器對地觀測的地形跟蹤、低空監(jiān)視、大場面監(jiān)視等都不能滿足實際要求。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的CCD圖像幅面小的不足，本發(fā)明提供一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價空間圖像拼接方法。該方法按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動鏡頭不同距離的視場角，將安裝在不同云臺上的一組CCD方位角和高低角采用自動控制方式調整，或者將安裝同一云臺上的一組CXD高低角采用自動控制方式調整，實現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋；通過監(jiān)視空間等效方法將多個小幅面CCD系統(tǒng)等效為一個大幅面CCD監(jiān)視系統(tǒng)，并對多個重復監(jiān)視區(qū)域進行融合估計。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價空間圖像拼接方法，其特點是包括以下步驟步驟一、將安裝在不同云臺上的一組C⑶方位角和高低角、或者安裝同一云臺上的一組CXD高低角，采用自動控制方式調整，等效一個大幅面CXD監(jiān)視系統(tǒng)；步驟二、按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動鏡頭不同距離的視場角，將安裝在不同云臺上的一組C⑶方位角和高低角采用自動控制方式調整，或者安裝同一云臺上的一組CXD高低角采用自動控制方式調整，實現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋；步驟三、等價一個大幅面CXD系統(tǒng)所對應等價直角坐標系定義為0ΧΥΖ，第i個CXD系統(tǒng)對應的直角坐標系定義為OiXiYiZi，多個CXD在覆蓋區(qū)域等效觀測點的直角坐標值校正按照以下公式
權利要求
1.一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價空間圖像拼接方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、將安裝在不同云臺上的一組CXD方位角和高低角、或者安裝同一云臺上的一組CXD高低角，采用自動控制方式調整，等效一個大幅面CXD監(jiān)視系統(tǒng)； 步驟二、按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動鏡頭不同距離的視場角，將安裝在不同云臺上的一組C⑶方位角和高低角采用自動控制方式調整，或者安裝同一云臺上的一組CCD高低角采用自動控制方式調整，實現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋； 步驟三、等價一個大幅面CCD系統(tǒng)所對應等價直角坐標系定義為OXYZ，第i個CCD系統(tǒng)對應的直角坐標系定義為OiXiYiZi，多個C⑶在覆蓋區(qū)域等效觀測點的直角坐標值校正按照以下公式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價空間圖像拼接方法，用于解決現(xiàn)有的CCD圖像幅面小的技術問題。技術方案是按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動鏡頭不同距離的視場角，將安裝在不同云臺上的一組CCD方位角和高低角采用自動控制方式調整，或者將安裝同一云臺上的一組CCD高低角采用自動控制方式調整，實現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋。通過監(jiān)視空間等效方法將多個小幅面CCD系統(tǒng)等效為一個大幅面CCD監(jiān)視系統(tǒng)，并對多個重復監(jiān)視區(qū)域進行融合估計。
文檔編號G06T11/60GK102905070SQ20121030881
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權日2012年8月27日
發(fā)明者史忠科 申請人:西北工業(yè)大學