一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攝像機(jī)空間覆蓋面積的獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 視頻監(jiān)控系統(tǒng)被運(yùn)用到很多場(chǎng)合，例如用于變電站無(wú)人值守系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng) 作為支撐變電站無(wú)人值守的基礎(chǔ)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。攝像機(jī)在安裝之后，分析 攝像機(jī)的預(yù)置位監(jiān)控對(duì)象的空間覆蓋范圍，可以為預(yù)置位的精確度提供依據(jù)。目前攝像機(jī) 的布局都是先根據(jù)二維圖紙安裝，安裝好后再根據(jù)肉眼識(shí)別調(diào)整攝像機(jī)的預(yù)置位，屬于目 測(cè)布局方法。這種方法缺乏靈活性，精度低，而且不一定能準(zhǔn)確地監(jiān)控到設(shè)備。采用目測(cè)布 局方法，往往需要多次進(jìn)行實(shí)地場(chǎng)景勘測(cè)，帶來(lái)的資金浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī) 空間覆蓋面積獲取方法。采用該方法，在安裝前即可獲得攝像機(jī)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的空間覆蓋范 圍，為攝像機(jī)的安裝位置和預(yù)置位的設(shè)置提供依據(jù)，避免目測(cè)布局法靈活性不足、準(zhǔn)確性 低、精度低的不足，避免多次進(jìn)行實(shí)地場(chǎng)景勘測(cè)帶來(lái)的資金浪費(fèi)。
[0004] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法，包括如下步驟：
[0006] Sl :導(dǎo)入受監(jiān)控區(qū)域三維物理模型，確定攝像機(jī)的安裝位置；
[0007] S2:在三維空間坐標(biāo)系中，根據(jù)攝像機(jī)的安裝位置，求出視錐體的六個(gè)面，得到攝 像機(jī)照射范圍；
[0008] S3 :獲取簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象表面在攝像機(jī)照射范圍內(nèi)的所有點(diǎn)；
[0009] S4 :按所處簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象上的平面對(duì)S3中的點(diǎn)分類，每一類點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集合；
[0010] S5 :將一個(gè)集合中的所有點(diǎn)轉(zhuǎn)換為同一平面上的二維坐標(biāo)點(diǎn)，獲取該平面上的二 維坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的凸包；以此獲取每個(gè)集合對(duì)應(yīng)的凸包；
[0011] S6 :根據(jù)凸包獲得攝像機(jī)在簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象上的空間覆蓋面積。
[0012] 進(jìn)一步的，所述S2中，攝像機(jī)的投影矩陣為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法，其特征在于，包括如下步 驟： 51 :導(dǎo)入受監(jiān)控區(qū)域三維物理模型，確定攝像機(jī)的安裝位置； 52 :在三維空間坐標(biāo)系中，根據(jù)攝像機(jī)的安裝位置，求出視錐體的六個(gè)面，得到攝像機(jī) 照射范圍； 53 :獲取簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象表面在攝像機(jī)照射范圍內(nèi)的所有點(diǎn)； 54 :按所處簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象上的平面對(duì)S3中的點(diǎn)分類，每一類點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集合； 55 :將一個(gè)集合中的所有點(diǎn)轉(zhuǎn)換為同一平面上的二維坐標(biāo)點(diǎn)，獲取該平面上的二維坐 標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的凸包；以此獲取每個(gè)集合對(duì)應(yīng)的凸包； 56 :根據(jù)凸包獲得攝像機(jī)在簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象上的空間覆蓋面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法，其 特征在于： 所述S2中，攝像機(jī)的投影矩陣戈
得到攝像機(jī)的視錐體的 六個(gè)面的平面方程如下：
如此，即得到攝像機(jī)照射范圍； 所述S3中，簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象表面的所有點(diǎn)由集合R表示，設(shè)點(diǎn)P (Px，Py，Pz)為R集合中 一點(diǎn)，若P在攝像機(jī)照射范圍內(nèi)，必須滿足：
遍歷集合R中的所有點(diǎn)，在攝像機(jī)照射范圍內(nèi)的點(diǎn)構(gòu)成集合U。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法，其 特征在于，所述S4包括如下分步驟： S4. 1 :簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象表面在攝像機(jī)照射范圍內(nèi)的所有點(diǎn)構(gòu)成集合U，在集合U中任取三
該三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)平面；
S4. 2 :遍歷集合U中所有點(diǎn)，將每個(gè)點(diǎn)分別帶入平面方程；A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)和滿足平面方 程的點(diǎn)為一類點(diǎn)，共同構(gòu)成一個(gè)集合；將A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)和滿足平面方程的點(diǎn)從集合U中移 除； 54. 3 :重復(fù)S4. 1、S4. 2,直至集合U中所有點(diǎn)都被移除； 其中O為坐標(biāo)系原點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法，其 特征在于，所述S5中，獲得集合對(duì)應(yīng)的凸包的步驟如下： 55. 1 :在一個(gè)集合中任取不共線的三點(diǎn)R、P、Q ; 單位化向量S?,得到丨5 =靜/1藤I;
，其中〈，> 表不向量?jī)?nèi)積； 單位化向量f，得到；=WW ; 由此，該集合中任意一點(diǎn)κ的二維坐標(biāo)戈
，得到二維坐標(biāo)點(diǎn)； S5. 2 :在二維坐標(biāo)點(diǎn)中任取一點(diǎn)G，遍歷該集合中所有點(diǎn)，找到與點(diǎn)G距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)H ; S5. 3 :以點(diǎn)H為基點(diǎn)，與該集合中其它各點(diǎn)分別構(gòu)成向量；對(duì)于角度相同的向量，比較 向量的模的大小，保留模值最大的向量，舍棄其余向量中除點(diǎn)H之外的點(diǎn)； S5. 4 :在S5. 3剩余的點(diǎn)中，分別以每一點(diǎn)為基點(diǎn)，與其它各點(diǎn)構(gòu)成向量；對(duì)于角度相同 的向量，比較向量的模的大小，保留模值最大的向量，舍棄其余向量中除基點(diǎn)之外的點(diǎn)； 55. 5 :在S5. 4剩余的點(diǎn)中，任選一點(diǎn)為基點(diǎn)，與其它各點(diǎn)構(gòu)成向量；將相鄰的向量構(gòu)成 的角中除頂點(diǎn)之外的端點(diǎn)連接；比較向量?jī)蓛芍g的夾角，選擇夾角最大的兩個(gè)向量，將這 兩個(gè)向量的基點(diǎn)與端點(diǎn)連接；形成的凸多邊形即為該集合對(duì)應(yīng)的凸包。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法，其 特征在于，所述S6包括如下分步驟： 56. 1 :舍棄只包含三個(gè)點(diǎn)的凸包，將剩余將凸包分割成若干個(gè)三角形，三角形的面積
其中，a、b、c分別為三角形三邊邊長(zhǎng)，p = (a+b+c)/2 ; 所有三角形面積之和即為凸包面積； S6. 2 :將所有凸包面積相加即得到攝像機(jī)在簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象上的空間覆蓋面積。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的攝像機(jī)空間覆蓋面積獲取方法，包括如下步驟：導(dǎo)入受監(jiān)控區(qū)域三維物理模型，確定攝像機(jī)的安裝位置；在三維空間坐標(biāo)系中，根據(jù)攝像機(jī)的安裝位置，求出視錐體的六個(gè)面，得到攝像機(jī)照射范圍；獲取簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象表面在攝像機(jī)照射范圍內(nèi)的所有點(diǎn)；按所處簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象上的平面對(duì)S3中的點(diǎn)分類，每一類點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集合；將一個(gè)集合中的所有點(diǎn)轉(zhuǎn)換為同一平面上的二維坐標(biāo)點(diǎn)，獲取該平面上的二維坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的凸包；以此獲取每個(gè)集合對(duì)應(yīng)的凸包；根據(jù)凸包獲得攝像機(jī)在簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象上的空間覆蓋面積。采用本發(fā)明，可以準(zhǔn)確獲得攝像機(jī)對(duì)簡(jiǎn)單監(jiān)控對(duì)象的空間覆蓋面積。
【IPC分類】H04N7-18, G06T7-60, G06T7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104680540
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510109766
【發(fā)明人】常政威, 葉有名, 謝曉娜, 唐曙光, 吳莉娟, 馮世林, 徐琳
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日