一種相機姿態(tài)的調(diào)整方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種相機姿態(tài)的調(diào)整方法及裝置，屬于圖像視頻分析【技術(shù)領(lǐng)域】。方法流程包括：通過相機獲取當(dāng)前需要處理的圖像并檢測所述圖像中被跟蹤的目標(biāo)的位置；修正所述相機的垂直傾斜角的誤差；根據(jù)修正后的垂直傾斜角及所述目標(biāo)的位置更新所述相機的相機姿態(tài)；根據(jù)更新的相機姿態(tài)，控制電機使所述相機移動到新的位置。本發(fā)明能夠?qū)Π惭b導(dǎo)致的誤差進行合理的修正，并能夠根據(jù)實際情況判斷是否需要修正由相機姿態(tài)更新造成的累計誤差，準(zhǔn)確地估計了相機的垂直傾角的實際值，避免了頻繁查詢相機姿態(tài)導(dǎo)致的資源開銷。
【專利說明】一種相機姿態(tài)的調(diào)整方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像視頻分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種相機姿態(tài)的調(diào)整方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，各領(lǐng)域?qū)Π踩婪兜男枨蟛粩嘣鰪姡曨l監(jiān)控系統(tǒng)越來越廣泛的應(yīng)用于 生產(chǎn)生活的各個方面。而PTZ(Pan/Tilt/Z 〇〇m)智能球機因其具有自動追蹤、報警聯(lián)動、高 度自動化和智能化的特點而得到了廣泛的應(yīng)用。在PTZ智能球機中，相機姿態(tài)的估計在目 標(biāo)跟蹤中是至關(guān)重要的，因其往往要求被跟蹤的目標(biāo)在跟蹤過程中，保持大小適當(dāng)，位于圖 像的中心位置附近，且圖像平穩(wěn)不晃動，這要求精確估計相機的轉(zhuǎn)動角度和鏡頭變焦，并實 時控制相機移動至合琿的位置。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)可通過實時查詢當(dāng)前相機的傾斜角估計相機姿態(tài)，然后控制相機的姿態(tài) 和運動的速度，誤差較大，將會使跟蹤目標(biāo)偏移圖像的中心，進而引起目標(biāo)跟丟的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，木發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供涉及一種相機姿態(tài)的調(diào)整方法及裝 置，以解決現(xiàn)有技術(shù)通過查詢傾斜角估計相機姿態(tài)誤差大，誤差較大，將會使跟蹤目標(biāo)偏移 圖像的中心，進而引起目標(biāo)跟丟的問題。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種相機姿態(tài)的調(diào)整方法，包括如下步驟：過相機獲 取當(dāng)前需要處理的圖像并檢測所述圖像中被跟蹤的目標(biāo)的位置；修正所述相機的垂直傾斜 角的誤差；根據(jù)修正后的垂直傾斜角及所述目標(biāo)的位置更新所述相機的相機姿態(tài)；根據(jù)更 新的相機姿態(tài)，控制電機使所述相機移動到新的位置。
[0007] 提供一種如上所述的方法，所述修正所述相機的垂直傾斜角的誤差，包括：獲取所 述相機的初始化參數(shù)，所述初始化參數(shù)包括安裝垂直傾斜角tiltd ;修正因安裝導(dǎo)致的垂直 傾斜角的安裝誤差，修正后的垂直傾斜角tilh為Ailh = min(90，max(0,（90-Ae) + (90 - tiltXA^-Aj/90));其中，As為垂直傾斜角的最小角修正參數(shù)，Ae為相機垂直傾斜角的最 大角修正參數(shù)，t為當(dāng)前圖像的幀數(shù)的迭代計數(shù)。
[0008] 提供一種如上所述的方法，所述修正所述相機的垂直傾斜角的誤差還包括：在所 述修正因安裝導(dǎo)致的垂直傾斜角的安裝誤差之后，獲取所述目標(biāo)在所述圖像中的位置P〇s t ={xt, yt, wt, hj ;計算所述目標(biāo)的中心位置（cxt, cyt), cxt = wt+wt/2, cyt = yt+ht/2 ;計 算目標(biāo)偏移量（Acxt, Acyt) :Acxt = cxt_imgw/2, Acyt = cyt_imgh/2 ;
[0009] 計算目標(biāo)偏移圖像中心的偏移距離

【權(quán)利要求】
1. 一種相機姿態(tài)的調(diào)整方法，其特征在于，包括如下步驟： 通過相機獲取當(dāng)前需要處理的圖像并檢測所述圖像中被跟蹤的目標(biāo)的位置； 修正所述相機的垂直傾斜角的誤差； 根據(jù)修正后的垂直傾斜角及所述目標(biāo)的位置更新所述相機的相機姿態(tài)； 根據(jù)更新的相機姿態(tài)，控制電機使得所述相機移動到新的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述修正所述相機的垂直傾斜角的誤差， 包括： 獲取所述相機的初始化參數(shù)，所述初始化參數(shù)包括安裝垂直傾斜角tiltd; 修正因安裝導(dǎo)致的垂直傾斜角的安裝誤差，修正后的垂直傾斜角tiltt為：
其中，As為垂直傾斜角的最小角修正參數(shù)，Ae為相機垂直傾斜角的最大角修正參數(shù)，t為當(dāng)前圖像的幀數(shù)的迭代計數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述修正所述相機的垂直傾斜角的誤差 還包括： 在所述修正因安裝導(dǎo)致的垂直傾斜角的安裝誤差之后，獲取所述目標(biāo)在所述圖像中的 位置
； 計算所述目標(biāo)的中心位置（cxt，cyt)，
計算目標(biāo)偏移量（Acxt，Acyt):
計算目標(biāo)偏移圖像中心的偏移距離
若Ad>T，且t<K，則判斷無需修正所述相機的垂直傾斜角tiltt的累積誤差； 否則判斷需要修正所述相機的垂直傾斜角tiltt的累積誤差； 對修正了安裝誤差之后的垂直傾斜角tiltt進行累積誤差的修正； 其中，xt,yt,wt,ht分別表示目標(biāo)在圖像中的坐上頂點橫坐標(biāo)、坐上頂點縱坐標(biāo)、目標(biāo)寬 和目標(biāo)高，t為當(dāng)前圖像的巾貞數(shù)的迭代計數(shù)，imgw和imgh分別表示所述圖像的寬和高,K表 示預(yù)設(shè)的修正所述垂直傾斜角需要的最小幀數(shù)；T為預(yù)設(shè)的閥值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對修正了安裝誤差之后的垂直傾斜 角tiltt進行累積誤差的修正，包括： 計算所述目標(biāo)的移動位移量Adxt，Adyt，
?
對修正了安裝誤差之后的垂直傾斜角tiltt進行累積誤差的修正，修正累積誤差后的 垂直傾斜角tilt'，為：
其中，
e表示自然對數(shù)的底， e^ 2. 71828,w表示偏移量的權(quán)重，且w> 0， 表示符號函數(shù)，且
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)修正后的垂直傾斜角及所述目 標(biāo)的位置更新所述相機的相機姿態(tài)，包括： 計算相機傾斜轉(zhuǎn)角tiltt+1，公式為：
計算相機水平轉(zhuǎn)角pant+1，公式為：
計算相機焦距ft+1，公式為：
其中，fstd表示預(yù)設(shè)定的相機參考焦距，

其中H表示相機安裝高度；ft為上一幀相機的焦距，ccdy為相機感光片的高度，Adyt為目標(biāo)距離中心點堅直方向的位移量；imgy為圖像的高 度；ccdx為相機感光片的寬度；Adxt為目標(biāo)距離中心點水平方向的位移量,imgx為為圖像 的寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)判斷無需修正所述相機的垂直傾斜角 tiltt的累積誤差時，所述根據(jù)修正后的垂直傾斜角及所述目標(biāo)的位置更新所述相機的相 機姿態(tài)，包括： 計算相機傾斜轉(zhuǎn)角tiltt+1，公式為：
計算相機水平轉(zhuǎn)角pant+1，公式為：
計算相機焦距ft+1，公式為：
其中，fstd表示預(yù)設(shè)定的相機參考焦距，

，其中H表示相機安裝高度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)更新的相機姿態(tài)，控制電機 將所述相機移動到新的位置，包括： 將所述新的相機姿態(tài)轉(zhuǎn)換為相機的P、T、F，其中，相機的水平轉(zhuǎn)角P=pant+1，垂直傾斜 角
焦距F=ft+1 ; 將所述P、T、F的值輸出至電機，以使電機將所述相機根據(jù)所述P、T、F的值移動到新的 位置。
8. -種相機姿態(tài)的調(diào)整裝置，其特征在于，所述裝置包括： 獲取單元，用于通過相機獲取當(dāng)前需要處理的圖像； 算法單元，用于檢測所述圖像中被跟蹤的目標(biāo)的位置，以及修正所述相機的垂直傾斜 角的誤差，并根據(jù)修正后的垂直傾斜角及所述目標(biāo)的位置更新所述相機的相機姿態(tài)； 控制單元，用于根據(jù)更新的相機姿態(tài)，控制電機使所述相機移動到新的位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述算法單元還包括： 初始化模塊，用于獲取所述相機的初始化參數(shù)，所述初始化參數(shù)包括安裝垂直傾斜角tilt〇 ； 安裝修正模塊，用于修正因安裝導(dǎo)致的垂直傾斜角的安裝誤差，修正后的垂直傾斜角Ult1 為：
其中，As為垂直傾斜角的最小角修正參數(shù)，Ae為相機垂直傾斜角的最大角修正參數(shù)，t為當(dāng)前圖像的幀數(shù)的迭代計數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述算法模塊還包括： 判斷模塊，用于在修正因安裝導(dǎo)致的垂直傾斜角的安裝誤差之后，獲取所述目標(biāo)在所 述圖像中的位置
，以及用于計算所述目標(biāo)的中心位置

計算目標(biāo)偏移量
I
,計算目標(biāo)偏移圖像中心的偏移距離
并用于在Ad>T，且t<K時，判斷無需修正所述相機的垂直傾斜角tiltt的累積誤差，否 則判斷需要修正所述相機的垂直傾斜角tiltt的累積誤差； 累積誤差修正模塊，用于在所述判斷模塊判斷需要修正所述相機的垂直傾斜角tiltt 的累積誤差時，對修正了安裝誤差之后的垂直傾斜角tiltt進行累積誤差的修正； 其中，xt,yt,wt,ht分別表示目標(biāo)在圖像中的坐上頂點橫坐標(biāo)、坐上頂點縱坐標(biāo)、目標(biāo)寬 和目標(biāo)高，t為當(dāng)前圖像的巾貞數(shù)的迭代計數(shù)，imgw和imgh分別表示所述圖像的寬和高,K表 示預(yù)設(shè)的修正所述垂直傾斜角需要的最小幀數(shù)；T為預(yù)設(shè)的閥值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于， 所述累積誤差修正模塊，還用于計算所述目標(biāo)的移動位移量Adxt，Adyt,
以及對修正了安裝誤差 ^忘的垚畝儷斜#tilt講軒Mffi誤
荖的修TF修TFMffi誤荖忘的垚畝儷金斗角tilt，t為： 其中，
e表示自然對數(shù)的底， e^ 2. 71828,w表示偏移量的權(quán)重，且w> 0， 表示符號函數(shù)，且
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述算法單元還包括： 姿態(tài)更新模塊，用于在對垂直傾斜角tiltt進行累積誤差的修正后，計算相機的傾斜轉(zhuǎn) 角tiltt+1、水平轉(zhuǎn)角pant+1以及焦距ft+1，計算公式分別為：
*

其中，fstd表示預(yù)設(shè)定的相機參考焦距，

，其中H表示相機安裝高度；ft為上一幀相機的焦距，ccdy為相機感光片的高度，Adyt為目標(biāo)距離中心點堅直方向的位移量；imgy為圖像的高 度；ccdx為相機感光片的寬度；Adxt為目標(biāo)距離中心點水平方向的位移量,imgx為為圖像 的寬度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述算法單元還包括： 姿態(tài)更新模塊，用于判斷無需修正所述相機的垂直傾斜角tiltt的累積誤差 時，計算相機的傾斜轉(zhuǎn)角tiltt+1、水平轉(zhuǎn)角pant+1以及焦距ft+1，計算公式分別為：
其中，fstd表示預(yù)設(shè)定的相機參考焦距，

，其中H表示相機安裝高度。
14. 權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于， 所述控制模塊，還用于將所述新的相機姿態(tài)轉(zhuǎn)換為相機的P、T、F，其中，相機的水平轉(zhuǎn) 角
垂直傾斜角
焦距
；以 及用于將所述P、T、F的值輸出至電機，以使電機將所述相機根據(jù)所述P、T、F的值移動到新 的位置。
【文檔編號】H04N5/232GK104243833SQ201410526128
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】吳金勇, 陳先開, 王軍 申請人:安科智慧城市技術(shù)（中國）有限公司