[发明专利]一种基于空间实景地图的位置标定方法

摘要

本发明提供一种基于空间实景地图的位置标定方法，包括如下：步骤1)、画面显示：获取当前摄像头的分辨率；获取视频显示画面的宽高；步骤2)、标定过程：在视频画面上随机取得一点A；等等；当摄像头移动后，重新获取摄像头的上述值，根据摄像头的角度偏移量，求出此时图像中点对应的三维坐标O，用点A的dx，dy，dz与摄像头原点O连成直线，与视频画面的空间平面相交于M点，逆向推导求出标定点在视频画面上的点M，即可重新标定原来的A点在画面上的坐标。本发明不需要标定前的大量测量道具，节省了物力成本和时间成本。大大减少了标定工作的工作周期。根据每个摄像头的不同，只需要调节和优化误差系数，即可减少误差值。

主权项

1.一种基于空间实景地图的位置标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)、画面显示：1.1、获取当前摄像头的分辨率，RATIO_HEIGHT*RATIO_WIDTH；1.2、获取视频显示画面的宽高，SCREEN_H*SCREEN_W；步骤(2)、标定过程：2.1、在视频画面上随机取得一点A，得到点A的(X，Y)坐标；2.2、根据坐标，获得对应像素点的坐标(SX，SY)；2.3、获取摄像头的水平夹角，HOR_ANGLE；2.4、获取摄像头的垂直夹角，VER_ANGLE；2.5、获取当前摄像头的水平偏移角，HOR_OFFSET_ANGLE；2.6、获取当前摄像头的垂直偏移夹角，VER_OFFSET_ANGLE；2.7、获取当前摄像头的缩放倍数，SCALE_RATIO；2.8、所有的画面都在一个圆球面上，画面透过投影方式显示在视频中，计算穿过当前平面中心点的三维坐标，设焦距为1，定义三维坐标，y方向，向下为正；PI为三角函数中的估算值3.1415926；2.9、求出当前视频中心点对应的垂直角度，pointCenterY＝sin(VER_OFFSET_ANGLE*PI/180)；2.10、求出当前视频中心点对应的垂直角度，pointCenterX＝cos(HOR_OFFSET_ANGLE*PI/180)；2.11、假设Z向量与X，Y轴垂直相交，求得标定点在Z方向的坐标，pointCenterZ＝fabs(pointCenterX*tan(fPanPos*PI/180))；2.12、假设投影宽高：videoScreenW＝2*tan((HOR_ANGLE/2)*PI/180.0)，videoScreenH＝2*tan((VER_ANGLE/2)*PI/180.0)；2.13、以视频画面的中心点为坐标，pointX＝X‑screenW/2，pointY＝Y‑screenH/2；2.14、计算出标定点在二维平面的估算坐标值：realX＝(1+m_factor*(pow(pointX，2)+pow(pointY，2)))*pointX；realY＝(1+m_factor*(pow(pointX，2)+pow(pointY，2)))*pointY；其中m_factor为误差偏移系数，能够调节，m_factor越大，则偏移量越小；2.15、根据估算值，获取该点距离中心点的距离；2.16、scaleWitdh＝realX/SCREEN_W；2.17、scaleHeight＝realY/SCREEN_H；2.18、获取点对应的中心点的角度：angleW＝scaleWitdh*videoScreenW；angleH＝scaleHeight*videoScreenH；2.19、设标记点相对于中心点坐标的偏移量为dx，dy，dz，能够得如下方程tan(fPanPos*PI/180)＝dx/dz；dx*dx+dz*dz＝angleW*angleW；cos(fTiltPos*PI/180)＝dy/angleH；2.20、联立方程，根据象限判断，能够得出dx，dy，dz，则求出该点在三维空间中的估算坐标；2.21、当摄像头移动后，重新获取摄像头的上述值，根据摄像头的角度偏移量，用dx，dy，dz与摄像头原点连成直线，与视频画面的空间平面相交，逆向推导求出标定点在视频画面上的点M(X1,Y1,Z1)，即可重新标定原来的A点在画面上的坐标。