[发明专利]一种利用GNSS坐标纠正PTZ摄像机姿态的方法

说明书

本发明属于视频安防监控领域，具体涉及一种利用GNSS坐标纠正PTZ摄像机姿态的方法，利用GPS坐标校正摄像机自身姿态(垂向、垂度、水平角0度与正北关系、俯仰角0度与地平面关系)、位置(经纬度、高度)的方法，计算PTZ摄像机坐标系与真实地理之间的关系及自身姿态系数，计算摄像机坐标系与大地坐标系关联的7个量eJ、eW、eP、eH、eY、ePn、eT。本发明可以解决PTZ摄像机朝向与真实地理北极方位有偏差、GPS采集有偏差、摄像机姿态不正问题。利用该方法可以计算出PTZ摄像机坐标系与真实地理之间的关系、自身姿态系数，解决PTZ摄像机应用的短板。

技术领域

本发明属于视频安防监控领域，具体涉及一种利用GNSS坐标纠正PTZ摄像机姿态的方法。

背景技术

可变焦云台摄像机(简称PTZ摄像机)是一种可通过转动云台或变焦达到对不同方位进行监控的摄像机。它有自己的坐标系，可感知自身的位置状态，但无法感知真实的地理方向。在实际应用场景中，多数用户都希望摄像机能感知真实地理的方位及位置。通常采用以下几种方式感知摄像机当前的方位、位置及纠正摄像机光心与摄像机旋转轴不一致问题：

(1)磁传感器。可以通过感应地磁，从而感知摄像机当前朝向与真实地理北极关系。

(2)GPS传感器。通过GPS传感器感知摄像机当前的位置、海拔信息，不同的传感器有不同误差。

(3)图像标定。图像标定解决由于PTZ摄像机旋转轴与光心不重合的问题，通过图像标定，可以得到各转轴的偏离信息。

现有技术方案是PTZ摄像机集成磁传感器、GPS传感器及水平或垂直转轴位置感应传感器感知当前摄像机朝向与真实地理北极关系、当前GPS位置信息、自身水平方位角。通过图像标定的方法，可以计算出摄像机光心与水平转轴及垂直转轴的偏差。现有技术方案是摄像机通过磁传感器感知与真实地理北极的朝向关系。但磁传感器受环境影响较大，周边有较强的电磁环境下精度得不到保障，且磁极与真实的北极也是存在偏差的，导致摄像机朝向与真实地理北极的方位角与真实的方位角有偏差。装有GPS传感器的摄像机可以感知GPS位置信息，但周围如果有高楼或其他阻挡板遮挡会影响GPS传感器的精度，有些摄像机为了节约成本没有安装GPS传感器。这样的话摄像机本身的GPS信息是不准确的。通过图像标定的方法可以计算摄像机光心与转轴的偏差参数，但图像标定方法无法感知与真实地理北极的方位关系。摄像机在现实场景中的应用是需要知道与真实地理北极的关系的，这些方案都不能满足摄像机感知真实地理北极的关系的需求，以至于某些场景应用受限制。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供一种利用GNSS坐标纠正PTZ摄像机姿态的方法，可以解决摄像机朝向与真实地理北极方位有偏差、GPS采集有偏差、摄像机姿态不正问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种利用GNSS坐标纠正PTZ摄像机姿态的方法，所述的方法包含如下步骤：

第一步，摄像机安装固定后，获取摄像机所在的位置坐标A₀，该坐标A₀在垂向地心与地平面的交点处为A(A_j,A_w,0)；

第二步，选点，在摄像机可视范围内均匀选点，在理想情况下，不与A点重合选取任意n个校准点B(B_j,B_w,B_h)，第i个校准点记为该校准点对应的水平角为p_i、俯仰角为t_i，其中i＝1,2…n；

第三步，计算经度校正值eJ、纬度校正eW、水平角校正值eP；

第四步，计算海拔校正值eH、垂向eY、垂度ePn以及俯仰角校正值eT；