一种坐标转换方法技术

本申请公开一种坐标转换方法

【技术实现步骤摘要】
一种坐标转换方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及图像处理
，尤其涉及一种坐标转换方法
、
装置
、
电子设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]为了维护社会治安，保障社会安全，交通要道
、
学校
、
人群聚集场所等场景中都可以通过相机进行视频画面采集
。
其中最常用的就是
PTZ(pan/tilt/zoom)
相机，也称云台相机，可以通过自动转动和变焦镜头来实现全方位
、
多角度的拍摄，提高拍摄的全面性和灵活性
。
[0003]相机拍摄的画面中每一个像素点的像素坐标应该与该像素点的世界坐标是对应的，基于像素点的像素坐标与世界坐标之间的互相转换，可以实现二维平面和三维空间的互相对应
。
但是相机的安装平面可能是倾斜的，则会导致基于相机拍摄的画面中物体的像素坐标转换得到的世界坐标并不是该物体的真实世界坐标，影响二维平面与三维空间的准确对应
。
[0004]因此，需要一种准确转换相机拍摄画面中像素点的像素坐标与世界坐标的方法
。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种坐标转换方法
、
装置
、
电子设备及存储介质，用于提高相机拍摄的画面中像素点的像素坐标与世界坐标之间转换的准确度
。
[0006]为实现上述技术目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种坐标转换方法，该方法包括：
[0008]在获取到目标图像中每个像素点的像素坐标的情况下，获取目标相机的安装高度
、
第一预设数量个目标拍摄位姿下目标相机光轴落地点的世界坐标
、
目标相机的视场角，以及第一拍摄位姿下目标相机光轴落地点的世界坐标；
[0009]基于目标相机的安装高度，以及第一预设数量个目标拍摄位姿下目标相机光轴落地点的世界坐标，确定目标相机的安装倾角；
[0010]对于目标图像中任意一个目标像素点，基于目标像素点的像素坐标以及目标相机的视场角，确定目标转动角，目标转动角用于表征目标相机光轴从目标图像中心点转移至目标像素点所需的角度；
[0011]基于安装倾角，对目标转动角进行修正，并基于修正后的目标转动角
、
目标相机的安装高度，以及第一拍摄位姿下目标相机光轴落地点的世界坐标，确定目标像素点对应的水平地面的世界坐标
。
[0012]本申请提供的技术方案至少带来以下有益效果：通过获取到目标相机的安装高度，以及第一预设数量个目标拍摄位姿下目标相机光轴落地点的世界坐标，可以确定出目标相机的安装倾角，则基于目标相机的安装倾角对目标相机的目标转动角进行修正，最终基于目标相机的目标转动角将目标像素点的像素坐标转换为世界坐标时，可以得到更加准
确的世界坐标，提高了像素坐标与世界坐标之间转换的准确度，避免目标相机安装倾斜造成的像素坐标与真实的世界坐标不对应的问题
。
[0013]在一种可能的实现方式中，第一预设数量个目标拍摄位姿至少包括第二拍摄位姿
、
第三拍摄位姿和第四拍摄位姿；第二拍摄位姿用于表征目标相机的水平转动角为0°
，垂直转动角为
45
°
；第三拍摄位姿用于表征目标相机的水平转动角为
90
°
，垂直转动角为
45
°
；第四拍摄位姿用于表征目标相机的垂直转动角为
90
°
；基于目标相机的安装高度，以及第一预设数量个目标拍摄位姿下目标相机光轴落地点的世界坐标，确定目标相机的安装倾角，包括：以目标相机的水平转动角为0°
的方向为横轴正方向，以目标相机的水平转动角为
90
°
的方向为纵轴正方向，以目标相机的落地点为原点，建立平面直角坐标系；基于第一落地点
、
第二落地点以及第三落地点各自的世界坐标，确定第一距离和第二距离；第一落地点为第二拍摄位姿下目标相机光轴落地点，第二落地点位第三拍摄位姿下目标相机光轴落地点，第三落地点为第四拍摄位姿下目标相机光轴落地点；第一距离为第一落地点与第三落地点之间的距离，第二距离为第二落地点与第三落地点之间的距离；分别比对第一距离
、
第二距离与目标相机的安装高度，得到比对结果，比对结果用于表征第三落地点在平面直角坐标系中的位置；基于比对结果，结合第一距离
、
第二距离，以及目标相机的安装高度，确定目标相机的安装倾角
。
[0014]在一种可能的实现方式中，安装倾角包括倾斜角度和倾角方向；基于比对结果，结合第一距离
、
第二距离，以及目标相机的安装高度，确定目标相机的安装倾角，包括：在比对结果表征第三落地点位于平面直角坐标系的第一象限时，基于第一距离，确定第一标定角为第一数值，并基于第二距离，确定第二标定角为第二数值；第一标定角以目标相机为顶点，以目标相机与目标相机落地点的连线为一条边，以目标相机与第三落地点在平面直角坐标系的横轴上的投影点的连线为另一条边；第二标定角以目标相机为顶点，以目标相机与目标相机落地点的连线为一条边，以目标相机与第三落地点在平面直角坐标系的纵轴上的投影点的连线为另一条边；基于第一数值和第二数值，确定目标相机的倾斜角度和目标相机的倾角方向
。
[0015]在一种可能的实现方式中，基于比对结果，结合第一距离
、
第二距离，以及目标相机的安装高度，确定目标相机的安装倾角，还包括：在比对结果表征第三落地点位于平面直角坐标系的第二象限时，基于第一距离，确定第一标定角为第三数值，并基于第二距离，确定第二标定角为第二数值；基于第三数值和第二数值，确定目标相机的倾斜角度和目标相机的倾角方向；在比对结果表征第三落地点位于平面直角坐标系的第三象限时，基于第一距离，确定第一标定角为第三数值，并基于第二距离，确定第二标定角为第四数值；基于第三数值和第四数值，确定目标相机的倾斜角度和目标相机的倾角方向；在比对结果表征第三落地点位于平面直角坐标系的第四象限时，基于第一距离，确定第一标定角为第一数值，并基于第二距离，确定第二标定角为第四数值；基于第一数值和第四数值，确定目标相机的倾斜角度和目标相机的倾角方向
。
[0016]在一种可能的实现方式中，在目标相机安装在倾斜坡面上的情况下，该方法还包括：获取倾斜坡面上第二预设数量个标定点的世界坐标；基于倾斜坡面上第二预设数量个标定点的世界坐标，确定倾斜坡面的平面方程；基于目标像素点对应的水平地面的世界坐标，以及目标相机的世界坐标，确定目标相机的世界坐标与目标像素点对应的水平地面的
世界坐标构成的直线的直线方程；基于平面方程和直线方程，确定倾斜坡面与直线的交点；将交点的世界坐标，确定为目标像素点对应的实际世界坐标
。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种坐标转换方法，其特征在于，包括：在获取到目标图像中每个像素点的像素坐标的情况下，获取目标相机的安装高度
、
第一预设数量个目标拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点的世界坐标
、
所述目标相机的视场角，以及第一拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点的世界坐标，所述目标图像为所述目标相机在所述第一拍摄位姿下拍摄的图像；基于所述目标相机的安装高度，以及所述第一预设数量个目标拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点的世界坐标，确定所述目标相机的安装倾角；对于所述目标图像中任意一个目标像素点，基于所述目标像素点的像素坐标以及所述目标相机的视场角，确定目标转动角，所述目标转动角用于表征所述目标相机光轴从所述目标图像中心点转移至所述目标像素点所需的角度；基于所述安装倾角，对所述目标转动角进行修正，并基于修正后的所述目标转动角
、
所述目标相机的安装高度，以及所述第一拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点的世界坐标，确定所述目标像素点对应的水平地面的世界坐标
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设数量个目标拍摄位姿至少包括第二拍摄位姿
、
第三拍摄位姿和第四拍摄位姿；所述第二拍摄位姿用于表征所述目标相机的水平转动角为0°
，垂直转动角为
°°
；所述第三拍摄位姿用于表征所述目标相机的水平转动角为
90
°
，垂直转动角为
45
°
；所述第四拍摄位姿用于表征所述目标相机的垂直转动角为
90
°
；所述基于所述目标相机的安装高度，以及所述第一预设数量个目标拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点的世界坐标，确定所述目标相机的安装倾角，包括：以所述目标相机的水平转动角为0°
的方向为横轴正方向，以所述目标相机的水平转动角为
90
°
的方向为纵轴正方向，以所述目标相机的落地点为原点，建立平面直角坐标系；基于第一落地点
、
第二落地点以及第三落地点各自的世界坐标，确定第一距离和第二距离；所述第一落地点为所述第二拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点，所述第二落地点位所述第三拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点，所述第三落地点为所述第四拍摄位姿下所述目标相机光轴落地点；所述第一距离为第一落地点与所述第三落地点之间的距离，所述第二距离为第二落地点与所述第三落地点之间的距离；分别比对所述第一距离
、
所述第二距离与所述目标相机的安装高度，得到比对结果，所述比对结果用于表征第三落地点在所述平面直角坐标系中的位置；基于所述比对结果，结合所述第一距离
、
所述第二距离，以及所述目标相机的安装高度，确定所述目标相机的安装倾角
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述安装倾角包括倾斜角度和倾角方向；所述基于所述比对结果，结合所述第一距离
、
所述第二距离，以及所述目标相机的安装高度，确定所述目标相机的安装倾角，包括：在所述比对结果表征所述第三落地点位于所述平面直角坐标系的第一象限时，基于所述第一距离，确定第一标定角为第一数值，并基于所述第二距离，确定第二标定角为第二数值；所述第一标定角以所述目标相机为顶点，以所述目标相机与所述目标相机落地点的连线为一条边，以所述目标相机与所述第三落地点在所述平面直角坐标系的横轴上的投影点的连线为另一条边；所述第二标定角以所述目标相机为顶点，以所述目标相机与所述目标
相机落地点的连线为一条边，以所述目标相机与所述第三落地点在所述平面直角坐标系的纵轴上的投影点的连线为另一条边；基于所述第一数值和所述第二数值，确定所述目标相机的倾斜角度和所述目标相机的倾角方向
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述比对结果，结合所述第一距离
、
所述第二距离，以及所述目标相机的安装高度，确定所述目标相机的安装倾角，还包括：在所述比对结果表征所述第三落地点位于所述平面直角坐标系的第二象限时，基于所述第一距离，确定所述第一标定角为第三数值，并基于所述第二距离，确定所述第二标定角为所述第二数值；基于所述第三数值和所述第二数值，确定所述目标相机的倾斜角度和所述目标相机的倾角方向；在所述比对结果表征所述第三落地点位于所述平面直角坐标系的第三象限时，基于所述第一距离，确定所述第一标定角为所述第三数值...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲彤晖，于奇，
申请(专利权)人：杭州海康威视系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：