基于GPS信息和PTZ的视频监控系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于目标GPS的视频监控系统，所述系统的功能包括计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标，所述监控系统包括球形摄像机和监控平台，监控平台中设有目标位置分析模块目标分析模块用于计算目标在监控画面中的像素坐标，目标位置分析模块计算目标点像素坐标时，使用的信息包括标定时设定的摄像机PTZ信息；摄像机位于所述PTZ时，选定标定点的GPS信息、选定标定点在监控画面中的像素坐标；目标点的GPS信息，球形摄像机通过网络接口接收监控平台发送的控制指令；发送摄像机当前位置PTZ和视场角信息；接收监控平台发送的目标GPS信息；将目标像素坐标发送到监控平台。

Video Monitoring System and Method Based on GPS Information and PTZ

The invention provides a video monitoring system based on target GPS. The functions of the system include calculating the pixel coordinates of the target point in the current camera monitoring screen. The monitoring system includes a spherical camera and a monitoring platform. The monitoring platform has a target position analysis module, which is used to calculate the pixel coordinates of the target in the monitoring screen and a target position analysis module. When calculating the pixel coordinates of the target point, the information used includes the PTZ information of the camera set at the time of calibration; when the camera is located at the PTZ, the GPS information of the calibration point is selected, and the pixel coordinates of the calibration point are selected in the monitoring screen; the GPS information of the target point is received by the spherical camera through the network interface; and the PTZ and the field of view angle of the camera are transmitted. Information; Receive the target GPS information sent by the monitoring platform; Send the target pixel coordinates to the monitoring platform.

【技术实现步骤摘要】
基于GPS信息和PTZ的视频监控系统及方法
本专利技术涉及视频监控系统领域，尤其是一种基于GPS信息和PTZ的视频监控系统及方法。
技术介绍
随着社会的进步与发展，视频监控系统的应用越来越广泛，对保障社会安定起到不可忽视的作用。申请号为201510102092.9的专利提出一种目标跟踪方法、装置和系统，该系统基于目标点的GPS信息计算跟踪目标点时摄像机的PTZ信息，方法为根据预先保存的GPS信息与PTZ坐标信息之间的转换关系，得到目标对象的GPS信息所对应的PTZ坐标信息，其中PTZ坐标信息为跟踪设备将目标对象锁定于镜头视野中某一固定位置时，跟踪设备云台的PTZ参数。优选地，PTZ坐标信息为跟踪设备将目标对象锁定于镜头视野中心位置时，跟踪设备云台的PTZ参数。预先保存的GPS信息与PTZ坐标信息之间的转换关系为，跟踪设备可视范围之内任意点的GPS信息与PTZ坐标信息的相互转换关系。通过知晓目标对象运动轨迹中任意一点的GPS信息，得到该目标对象在该点的PTZ坐标信息。现亟需一种可用于分析政府、公安、交通等的警力分布情况，在大场景或监控目标点被遮挡时，可以实时的展现目标的位置信息的监控系统。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于GPS和PTZ的目标监控系统，采用的技术方案如下：一种基于目标GPS的视频监控系统，所述监控系统的功能包括计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标，所述监控系统包括球形摄像机和监控平台，监控平台中设有目标位置分析模块目标分析模块用于计算目标在监控画面中的像素坐标，目标位置分析模块计算目标点像素坐标时，使用的信息包括标定时设定的摄像机PTZ信息；摄像机位于所述PTZ时，选定标定点的GPS信息、选定标定点在监控画面中的像素坐标；目标点的GPS信息，球形摄像机通过网络接口接收监控平台发送的控制指令；发送摄像机当前位置PTZ和视场角信息。进一步的，目标位置分析模块计算目标点在监控画面中的像素坐标时，过程量包括选定的标定点位于画面中心的摄像机的PTZ值、目标点位于监控画面中心时摄像机的PT值、摄像机中心的地理位置为正东时摄像机的P值。进一步的，计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标时需要的参数信息通过标定获得，包括步骤：步骤1：固定摄像机，获取摄像机的GPS信息；步骤2：控制摄像机运动到指定位置，记录该位置的PTZ信息PiTiZi，在当前位置的监控画面中，选择标定点，测定标定点的GPS信息，通过手动拾取的方式确定标定点在监控画面中的像素坐标，记录标定点的像素坐标控制摄像机运动到其他指定位置，重复此步骤，记录若干组PTZ信息和与之对应的标定点信息。进一步的，计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标的步骤包括：步骤1：比较目标点与记录的标定点的PTZ信息，判断目标点的P值与各个标定点P值的夹角，选择夹角最小时，标定点的像素坐标和与之对应的摄像机PTZ信息，作为后续计算的已知参数；步骤2：通过比较摄像机所在位置的GPS信息与标定点位置的GPS信息确定标定点与摄像机的相对位置的夹角α；步骤3：通过标定点的像素坐标及摄像机的P0T0Z0，通过球面三角形三角函数及坐标转换，计算标定点位于监控画面中心点时摄像机的P1T1Z1；步骤4：基于P1和夹角α，根据象限角和三角函数关系可推导确定摄像机画面中点的地理位置为正东时的摄像机的P东；步骤5：通过标定点GPS与摄像机GPS计算两者之间的水平距离，结合T1计算出摄像机所在位置的高度H；步骤6：通过目标点GPS与摄像机的GPS计算两者之间的水平距离，结合H可求出标定点在画面中心时摄像机的T中；步骤7：通过目标点的GPS与摄像机GPS，求得两点之间的物理距离，通过三角函数求出目标点相对摄像机位置的辅助角β。步骤8：由P东减去β可计算出目标点位于画面中心时摄像机的P中；步骤9：通过球面三角形的三角函数关系及坐标变化，并结合已知的摄像机视场角与摄像机Z的关系表，由T中和P中计算出监控画面中目标点的像素坐标。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术提出的系统可用于分析政府、公安、交通等的警力分布情况，当目标物体配备GPS设备如手持GPS设备后，均可在平台实现实时定位跟踪，及时反映现场情况，方便实现宏观的指挥调度。2.基于目标点GPS信息计算出目标点位于监控画面上的像素坐标，当目标点被物体遮挡时也可以在画面上显示监控目标的位置，更直观地实现目标的实时定位和跟踪。附图说明图1是目标点像素坐标计算流程图；图2是辅助计算示意图1；图3是辅助计算示意图2。具体实施方式本实施例中，基于目标GPS的视频监控系统包括球形摄像机和监控平台，监控平台中设有目标位置分析模块目标分析模块用于计算目标在监控画面中的像素坐标，球形摄像机通过网络接口接收监控平台发送的控制指令；发送摄像机当前位置PTZ和视场角信息。安装好球形摄像机后，首先进行标定，步骤包括：步骤1：固定摄像机，获取摄像机的GPS信息；步骤2：控制摄像机运动到指定位置，记录该位置的PTZ信息PiTiZi，在当前位置的监控画面中，选择标定点，测定标定点的GPS信息，通过手动拾取的方式确定标定点在监控画面中的像素坐标，记录标定点的像素坐标控制摄像机运动到其他指定位置，重复此步骤，记录若干组PTZ信息和与之对应的标定点信息。计算目标像素坐标的步骤包括：步骤1：确定当前摄像机的PTZ信息，与标定时记录的摄像机PTZ信息进行比较，选取与当前位置摄像机PTZ最接近的信息记为P0T0Z0，并记录与之对应的标定点的像素坐标；步骤2：通过比较摄像机所在位置的GPS信息与标定点位置的GPS信息确定标定点与摄像机的相对位置的夹角α；如图1所示，计算α采用的公式为：其中latPc、lonPc分别为标定点的纬度和经度，latO、lonO分别为摄像机所在位置的纬度和经度，其中经纬度采用度分秒为单位，基于实际经纬度单位距离与度分秒的换算关系确定公式中使用系数的值为30.8。步骤3：通过标定点的像素坐标及摄像机的P0T0Z0，通过球面三角形三角函数及坐标转换，计算标定点位于监控画面中心点时摄像机的P1T1Z1；步骤4：如图1所示，基于P1和夹角α，根据象限角和三角函数关系可推导确定摄像机画面中点的地理位置为正东时的摄像机的P东；步骤5：通过标定点GPS与摄像机GPS计算两者之间的水平距离，结合T1计算出摄像机所在位置的高度H；如图2所示，计算H使用的公式包括：H＝QC*tan(T1)其中QC的计算公式为：步骤6：通过目标点GPS与摄像机的GPS计算两者之间的水平距离，结合H可求出标定点在画面中心时摄像机的T中；T中的计算公式为：如图2所示，QB的计算公式为：步骤7：通过目标点的GPS与摄像机GPS，求得两点之间的物理距离，通过三角函数求出目标点相对摄像机位置的辅助角β。步骤8：由P东减去β可计算出目标点位于画面中心时摄像机的P中；步骤9：通过球面三角形的三角函数关系及坐标变化，并结合已知的摄像机视场角与摄像机Z的关系表，由T中和P中计算出监控画面中目标点的像素坐标。步骤10：监控画面显示目标点的位置。以上所述仅为本专利技术创造的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术创造，凡在本专利技术创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术创造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于目标GPS的视频监控系统，所述监控系统的功能包括计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标，所述监控系统包括球形摄像机和监控平台，其特征在于，监控平台中设有目标位置分析模块，目标分析模块用于计算目标在监控画面中的像素坐标，目标位置分析模块计算目标点像素坐标时，使用的信息包括标定时设定的摄像机PTZ信息；摄像机位于所述PTZ时，选定标定点的GPS信息、选定标定点在监控画面中的像素坐标；目标点的GPS信息，球形摄像机通过网络接口接收监控平台发送的控制指令；发送摄像机当前位置PTZ和视场角信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于目标GPS的视频监控系统，所述监控系统的功能包括计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标，所述监控系统包括球形摄像机和监控平台，其特征在于，监控平台中设有目标位置分析模块，目标分析模块用于计算目标在监控画面中的像素坐标，目标位置分析模块计算目标点像素坐标时，使用的信息包括标定时设定的摄像机PTZ信息；摄像机位于所述PTZ时，选定标定点的GPS信息、选定标定点在监控画面中的像素坐标；目标点的GPS信息，球形摄像机通过网络接口接收监控平台发送的控制指令；发送摄像机当前位置PTZ和视场角信息。2.如权利要求1所述一种基于目标GPS的视频监控系统，其特征在于，目标位置分析模块计算目标点在监控画面中的像素坐标时，过程量包括选定的标定点位于画面中心的摄像机的PTZ值、目标点位于监控画面中心时摄像机的PT值、摄像机中心的地理位置为正东时摄像机的P值。3.如权利要求2所述一种基于目标GPS的视频监控系统，其特征在于，计算目标点在当前摄像机监控画面中的像素坐标时需要的参数信息通过标定获得，包括步骤：步骤1：固定摄像机，获取摄像机的GPS信息；步骤2：控制摄像机运动到指定位置，记录该位置的PTZ信息PiTiZi，在当前位置的监控画面中，选择标定点，测定标定点的GPS信息，通过手动拾取的方式确定标定点在监控画面中的像素坐标，记录标定点的像素坐标控制摄像机运动到其他指定位置，重复此步骤，记录若...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宏志，王景彬，王思俊，裴欣欣，
申请(专利权)人：天津天地人和企业管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12