【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及云台控制，具体涉及一种基于特征点匹配的云台校准方法及系统。
技术介绍
1、在云台控制领域，尤其是应用于监控和智能追踪场景时，现有技术存在显著的局限性；传统的云台坐标定位方法主要依赖于嵌入式设备中步进电机算法的估算，但这类算法并未充分考虑云台在生产制造过程中可能产生的设计公差、零件误差等影响因素，以及在实际运行时由于摩擦、惯性、磨损导致的精度下降问题；长时间运行后，这些因素累积起来会使得云台无法准确地停留在预期位置上，从而严重影响产品的用户体验。
2、现有技术不足之处：
3、1.精准度不足：仅依靠步进电机算法估算云台坐标，无法精确校准和纠正因机械误差和物理磨损造成的云台转动偏差。
4、2.实时性与稳定性欠佳：缺乏有效的实时监测和调整机制来应对云台长时间使用后的精度衰退，尤其是在需要快速响应和高精度定位的监控及联动追踪场景下，现有的技术难以保证云台能够迅速且准确地移动到指定区域。
5、3.算力限制：受限于嵌入式设备有限的计算资源，复杂的图像处理和特征匹配任务往往执行效率低，难以实现对云台精确坐标的获取与高效控制。
6、4.系统智能化程度不够：缺乏智能化的自动校准功能，用户操作不便，无法实现实时或无感化的校准流程，以确保云台始终保持最佳工作状态。
7、因此，现有技术存在不足，需要进一步改进。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于特征点匹配的云台校准方法及系统。
2
3、本专利技术提供一种基于特征点匹配的云台校准系统，该系统包括：
4、全景画面坐标系选择模块、归一化处理模块、全景画面缓存模块、算力代理模块、云台坐标信息插入模块、同步与匹配模块以及校准模式管理模块；
5、其中，
6、全景画面坐标系选择模块，用于根据不同类型全景画面选择合适的坐标系进行表示；
7、归一化处理模块，用于对选定坐标系进行归一化操作，将全景画面尺寸映射到x轴和y轴同时在-1.0至+1.0的标准坐标区间，且指定全景画面中心为坐标原点，以提升坐标数据处理效率和准确性；
8、全景画面缓存模块，用于构建并存储全景画面，避免在监控过程中重复制作全景画面，提高监控效率和画面质量稳定性；
9、算力代理模块，采用手机客户端或其他具有计算能力的设备执行图像拼接和特征匹配任务，减轻嵌入式设备的计算负担；
10、云台坐标信息插入模块，通过内置电机步进算法实时估算云台坐标，并将其作为补充增强信息插入视频码流中，包含坐标值、序列码和时间戳；
11、同步与匹配模块，用于接收并解析视频码流中的补充增强信息，提取云台画面与全景画面并运用特征点分析技术建立两者间的匹配关系；
12、校准模式管理模块，用于提供无感校准模式和手动校准模式的选择与执行机制，根据用户需求和系统状态自动或手动进行云台校准过程。
13、进一步地，该系统进一步包括云台坐标误差检测模块，当检测到云台坐标的校准向量超过预设阈值且可信度达标时，生成并发送包含校准参数的校准通知信息给云台坐标信息插入模块；云台坐标信息插入模块接收到校准通知信息后，根据校准模式、可信度以及序列码更新本地坐标信息并插入视频码流；云台坐标信息插入模块根据校准通知信息中的序列码与本地序列码比较结果，决定是否接受并应用新的校准参数；当序列码相同时，执行坐标修正并将序列码递增；新序列码大于本地序列码时，同样执行上述坐标修正与序列码递增操作，并立即将新的云台坐标信息插入视频流中完成闭环校准；其中，校准向量即真实坐标与估算坐标的差值。
14、本专利技术还提供一种基于特征点匹配的云台校准方法，采用上述系统，该方法包括以下步骤：
15、s1，构建并缓存全景画面；
16、s2，选择适应不同全景画面类型的坐标系；
17、s3，对所选坐标系进行归一化处理；
18、s4，实时估算并插入云台坐标信息到视频码流中；
19、s5，同步提取云台画面与全景画面并进行特征点匹配；
20、s6，利用算力代理执行图像处理与特征映射匹配；
21、s7，根据需要选择并执行无感校准或手动校准模式；
22、s8，检测云台坐标误差并决定是否发送校准通知；
23、s9，云台坐标信息插入模块接收校准通知并据此执行校准动作，完成闭环校准。
24、进一步地，在步骤s2中，根据全景画面类型选择直角坐标系、极坐标系或球坐标系进行坐标表示。
25、进一步地，在步骤s3中，为了坐标数据的有效性和易读性，对全景画面的坐标系进行归一化处理，具体包括：
26、s201，确定坐标原点：指定以全景画面中心为坐标系原点；
27、s202，设计映射公式，使全景画面中心为坐标系原点，同时将画面像素坐标映射到[-1.0,1.0]之间：
28、xfactor＝全景画面宽度/2.0；
29、yfactor＝全景画面高度/2.0；
30、x'＝x/xfactor-1.0；
31、y'＝y/yfactor-1.0；
32、s203，执行归一化操作：遍历整个全景画面的所有像素点，应用上述公式进行坐标变换，将所有的坐标数据都被映射到一个统一的、标准化的范围内，如[0,1]或者[-1,1]之间；
33、通过这样的归一化处理，可以消除不同分辨率或尺寸的全景画面带来的差异，便于后续的图像处理和特征点匹配的执行。
34、进一步地，其中步骤s6具体包括如下步骤：
35、s601，利用手机客户端作为算力代理设备对图像进行处理，实现对云台精确坐标的获取和控制；
36、s602，同步提取全景画面和云台画面中的特征点，其中，全景画面通过广角镜头直接拍摄或搭载云台的镜头全局扫描并拼接图像来构建；
37、s603，将全景画面中的特征点与云台画面中的特征点进行匹配映射，确定在全景画面中与云台画面最高可信度对应的区域；
38、s604，计算该区域中心坐标作为云台的真实坐标。
39、进一步地，在步骤s7中，无感校准自动后台运行，而手动校准则根据用户触发进行复位、重建全景画面操作，直至达到预设的精度标准。
40、进一步地，步骤s8包括判断云台坐标误差是否达到校准条件，包括如下步骤：
41、s801，同步与匹配模块提取云台画面与全景画面中的特征点，并利用特征点分析技术进行匹配，确定云台在全景画面中的真实坐标；该真实坐标是通过对云台画面和全景画面中最高可信度区域的特征点匹配得到的区域中心坐标；
42、s802，实时估算并插入到视频码流中的云台估算坐标信息与通过特征点匹配获得的真实坐标进行比较；计算两者之间的差值，即真实坐标减去估算坐标，得到校准向量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于特征点匹配的云台校准系统，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括云台坐标误差检测模块，当检测到云台坐标的校准向量超过预设阈值且可信度达标时，生成并发送包含校准参数的校准通知信息给云台坐标信息插入模块；云台坐标信息插入模块接收到校准通知信息后，根据校准模式、可信度以及序列码更新本地坐标信息并插入视频码流；云台坐标信息插入模块根据校准通知信息中的序列码与本地序列码比较结果，决定是否接受并应用新的校准参数；当序列码相同时，执行坐标修正并将序列码递增；新序列码大于本地序列码时，同样执行上述坐标修正与序列码递增操作，并立即将新的云台坐标信息插入视频流中完成闭环校准；其中，校准向量即真实坐标与估算坐标的差值。
3.一种基于特征点匹配的云台校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的方法，在步骤S3中，为了坐标数据的有效性和易读性，对全景画面的坐标系进行归一化处理，具体包括：
6.根据权利要求3所述的方法，其中步骤S
7.根据权利要求3所述的方法，在步骤S7中，无感校准自动后台运行，而手动校准则根据用户触发进行复位、重建全景画面操作，直至达到预设的精度标准。
8.根据权利要求3所述的方法，步骤S8包括判断云台坐标误差是否达到校准条件，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于特征点匹配的云台校准系统，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括云台坐标误差检测模块，当检测到云台坐标的校准向量超过预设阈值且可信度达标时，生成并发送包含校准参数的校准通知信息给云台坐标信息插入模块；云台坐标信息插入模块接收到校准通知信息后，根据校准模式、可信度以及序列码更新本地坐标信息并插入视频码流；云台坐标信息插入模块根据校准通知信息中的序列码与本地序列码比较结果，决定是否接受并应用新的校准参数；当序列码相同时，执行坐标修正并将序列码递增；新序列码大于本地序列码时，同样执行上述坐标修正与序列码递增操作，并立即将新的云台坐标信息插入视频流中完成闭环校准；其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：章永新，刘康，喻贵华，陈文浩，
申请(专利权)人：深圳技威时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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