[发明专利]一种云台摄像机的定位、变焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控领域中的摄像机定位技术，具体的说是一种云台摄像机的定位、变焦方法。

背景技术

视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。

云台摄像机就是带有云台的摄像机。它带有承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置，把摄像机装在云台上能使摄像机从多个角度进行摄像。云台内装两个电动机。水平及垂直转动的角度大小可通过限位开关进行调整。

在云台使用中，要求达到以下效果：如果给定图像场景中的特定区域，便能够使云台自动旋转到适当位置，并对摄像机进行适当变焦，而且必须保证得到的图像就是所要的图像范围。在进行视频监控抓拍的时候，往往需要将云台摄像机旋转到指定坐标点，并按照一定的变焦倍数进行变焦，然后进行抓拍。如果云台摄像机能够根据目标位置自动的旋转和调焦，将大大方便实际操作。然而云台摄像机自动旋转、调焦是否精准，关系到抓拍到的图像是否正确，特别是需要进行图像识别的时候，如果图片定位、变焦的不够精准，将导致识别错误，甚至无法识别。

目前满足上述要求的云台摄像机的定位调整方法尚未见报道。

发明内容

针对现有技术中云台摄像机无法根据目标位置自动的旋转和变焦导致图像识别错误等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现自动定位及变焦功能的云台摄像机的定位、变焦方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种云台摄像机的定位、调焦方法包括以下步骤：

云台摄像机启动后，通过图像处理模块识别要抓拍的目标；

对抓拍的目标进行运动轨迹计算；

根据轨迹计算结果对云台的方位和摄像头的焦距进行调整；

云台的方位调整到目标位置、摄像头的焦距调整到目标变焦系数后，对目标进行抓拍，然后再对抓拍的图像进行识别；

将识别后的图像数据上传到后台。

所述对抓拍的目标进行运动轨迹计算为：

利用函数模拟法，将云台摄像机的横、纵方向移动的时间值与其坐标用线性函数模拟，将云台摄像机的变焦时间和变焦系数用指数函数模拟；

通过用画面像素数除以整幅画面移出所用时间，来确定云台转动的速度；

通过计算目标框中心点距离摄像机图像中心点的距离，来确定云台横向和纵向移动的时间。

变焦系数通过以下方法确定：

给定初始变焦系数；

指定拍摄范围，获得该拍摄范围的坐标范围传送至云台调整模块；

摄像机开始运动，直到视频中心和指定拍摄范围中心重合；

摄像机调整焦距；

判断变焦系数是否合适；

如果变焦系数合适，则变焦系数的确定过程结束；

如果变焦系数不合适，则返回至给定初始变焦系数步骤。

所述云台调整模块通过以下公式实现运动轨迹计算：

x₀=(Rect1.left+Rect1.right)/2-Rect2.left；

y₀=(Rect1.top+Rect1.bottom)/2-Rect2.top；

x=x₀-((Rect2.left+Rect2.right)/2)；

y=-(y₀-(Rect2.bottom+Rect2.top)/2)；

t_x=nx/x方向像素数；

t_y=my/y方向像素数；

其中，Rect1为目标矩形框对象，Rect2为视频窗口矩形对象，它们是是图像左上角为坐标原点；x₀为目标矩形框中心点相对于视频窗口矩形框左上角的横线坐标，y₀为目标矩形框中心点相对于视频窗口矩形框左上角的纵向坐标；x为目标点相对于视频中心点的横向坐标，n为x方向系数，t_x为云台横向移动的时间；y为目标点相对于视频中心的纵坐标，m为y方向系数，t_y为云台纵向移动的时间，left代表矩形框左上角横坐标，right代表矩形框右上角横坐标，top代表矩形框左上角纵坐标，bottom代表矩形框左下角纵坐标。

本发明方法还包括以下步骤：

摄像机做变焦操作后，判断中心点是否出现飘移；