一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法

技术领域

本发明涉及监控3S(GIS、GPS、RS)技术技术领域，是一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法。

背景技术

随着互联网的不断发展壮大，摄像机不断的网络化，远程操作十分便捷，特别在离市区较远的位置，安防领域、农林牧渔等行业智能化的不断完善，摄像机被广泛的使用，在监测巡查任务中，传统的摄像机通过人为调转摄像头角度，并且通过人为肉眼进行观测识别，视频画面存在障碍物遮挡的情况，且无法与地图信息相结合，摄像头无法精准快速锁定目标位置进行监测，其智能化能力低，反馈信息不足等问题，使得在对周围环境目标的监控缺乏准确的判断，非常不利于问题的发现与排除，成本高、效率低。从而无法满足业务快速监测定位的需求。

本发明能够结合网路摄像头与地图的空间信息进行关联，准备可进行远程调用PTZ摄像头坐标点位资源，减少人工的参与，为监控领域提供了目标的精准定位、目标多角度信息的查看提供了有效的手段，节约了宝贵的时间、技术、经济成本。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，本发明涉及到监控领域、3S(GIS、GPS、RS)领域，尤其涉及一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法，本发明提供一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明提供了一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法，本发明提供了以下技术方案：

一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：在摄像头监控范围内发现事件时，调转摄像头到当前位置观测时，通过周围环境来确定自身位置，根据地图来获取到事件发生位置，获取到目标点精准经纬度(x

步骤2：获取与目标点相关的检测站点集合；

步骤3：获取目标点最近的站点；

步骤4：以俯视视角观测站点与目标点，将站点设为坐标系原点，确定目标点与站点之间线段的斜率k；

步骤5：根据斜率判断出目标点所在象限；

步骤6：确定目标点与站点相对正北方向夹角值β；

步骤7：根据β确定水平旋转角度P和俯仰角T，对摄像头进行控制。

优选地，所述步骤2具体为：

通过事件发生的经纬度确定最近的摄像头并获取到摄像头信息，获取到与该目标点相关的检测站点集合，集合中站点信息包含，站点的经纬度(x

优选地，所述步骤3具体为：

根据已有站点集合，通过目标点坐标与站点坐标集合根据最短距离：

d

逐一计算距离d

优选地，所述步骤5具体为：象限基于站点(x

当x

当x

当x

当x

其中，x

优选地，步骤6中β通过下式确定：

目标点位在第一象限 ∠β＝90°-arctan k；

目标点位在第二象限 ∠β＝270°+arctan k；

目标点位在第三象限 ∠β＝270°-arctan k；

目标点位在第四象限 ∠β＝90°+arctan k；

优选地，斜率k通过下式确定：

优选地，所述步骤7具体为：

根据β确定水平旋转角度P，P＝α+β；确定上下调整的角度，根据站点高度h和步骤2得到的目标点与站点直线距离d

通过得到的PT值对摄像头进行云台控制，使监控视角精准快速的调整到目标视角，完成摄像头快速精准定位目标点。

一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位系统，其特征是：所述系统包括：

坐标系模块，所述坐标系模块在摄像头监控范围内发现事件时，调转摄像头到当前位置观测时，通过周围环境来确定自身位置，根据地图来获取到事件发生位置，获取到目标点精准经纬度(x

检测站点确定模块，所述检测站点确定模块获取与目标点相关的检测站点集合；

站点确定模块，站点确定模块获取目标点最近的站点；

斜率确定模块，所述斜率确定模块以俯视视角观测站点与目标点，将站点设为坐标系原点，确定目标点与站点之间线段的斜率k；

象限确定模块，所述象限确定模块根据斜率判断出目标点所在象限；

夹角确定模块，所述夹角确定模块确定目标点与站点相对正北方向夹角值β；

控制模块，所述控制模块根据β确定水平旋转角度P和俯仰角T，对摄像头进行控制。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法。

本发明具有以下有益效果：

本发明与现有技术相比：

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头水平视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准得计算出需要水平旋转的角度，根据步骤五得出的夹角值β算出水平旋转角度P。

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头上下视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准的计算出上下调整的角度，根据站点高度h和步骤2得到的目标点与站点直线距离d

本发明通过计算得出得PT值可以对摄像头进行云台控制，使监控视角精准快速的调整到目标视角，完成摄像头快速精准定位目标点，这样可以对以下几个方面进行效率显著提升，包括：确定最近站点位置、站点基本信息获取、站点对应摄像头水平角和俯仰角的偏移量等，从而快速确定目标和站点的位置信息、极大的提升摄像头操控效率以及精准度，并且无需人为操作从而节约了人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为方法流程图；

图2为详细步骤流程图；

图3为象限图；

图4为俯视图；

图5为俯视图；

图6为正视图；

图7为立体视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。

具体实施例一：

根据图1至图7所示，本发明为解决上述技术问题采取的具体优化技术方案是：本发明涉及一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法。

一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：在摄像头监控范围内发现事件时，调转摄像头到当前位置观测时，通过周围环境来确定自身位置，根据地图来获取到事件发生位置，获取到目标点精准经纬度(x

步骤2：获取与目标点相关的检测站点集合；

步骤3：获取目标点最近的站点；

步骤4：以俯视视角观测站点与目标点，将站点设为坐标系原点，确定目标点与站点之间线段的斜率k；

步骤5：根据斜率判断出目标点所在象限；

步骤6：确定目标点与站点相对正北方向夹角值β；

步骤7：根据β确定水平旋转角度P和俯仰角T，对摄像头进行控制。

本发明与现有技术相比，

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头水平视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准得计算出需要水平旋转的角度，根据步骤五得出的夹角值β算出水平旋转角度P。

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头上下视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准的计算出上下调整的角度，根据站点高度h和步骤2得到的目标点与站点直线距离d

本发明通过计算得出得PT值可以对摄像头进行云台控制，使监控视角精准快速的调整到目标视角，完成摄像头快速精准定位目标点，这样可以对以下几个方面进行效率显著提升，包括：确定最近站点位置、站点基本信息获取、站点对应摄像头水平角和俯仰角的偏移量等，从而快速确定目标和站点的位置信息、极大的提升摄像头操控效率以及精准度，并且无需人为操作从而节约了人力成本。

具体实施例二：

本申请实施例二与实施例一的区别仅在于：

所述步骤2具体为：

通过事件发生的经纬度确定最近的摄像头并获取到摄像头信息，获取到与该目标点相关的检测站点集合，集合中站点信息包含，站点的经纬度(x

具体实施例三：

本申请实施例三与实施例二的区别仅在于：

所述步骤3具体为：

根据已有站点集合，通过目标点坐标与站点坐标集合根据最短距离：

d

逐一计算距离d

具体实施例四：

本申请实施例四与实施例三的区别仅在于：

所述步骤5具体为：象限基于站点(x

当x

当x

当x

当x

其中，x

具体实施例五：

本申请实施例五与实施例四的区别仅在于：

步骤6中β通过下式确定：

目标点位在第一象限 ∠β＝90°-arctan k；

目标点位在第二象限 ∠β＝270°+arctan k；

目标点位在第三象限 ∠β＝270°-arctan k；

目标点位在第四象限 ∠β＝90°+arctan k；

具体实施例六：

本申请实施例六与实施例五的区别仅在于：

斜率k通过下式确定：

具体实施例七：

本申请实施例七与实施例六的区别仅在于：

所述步骤7具体为：

根据β确定水平旋转角度P，P＝α+β；确定上下调整的角度，根据站点高度h和步骤2得到的目标点与站点直线距离d

通过得到的PT值对摄像头进行云台控制，使监控视角精准快速的调整到目标视角，完成摄像头快速精准定位目标点。

具体实施例八：

本申请实施例八与实施例七的区别仅在于：

本发明提供一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位系统，所述系统包括：

坐标系模块，所述坐标系模块在摄像头监控范围内发现事件时，调转摄像头到当前位置观测时，通过周围环境来确定自身位置，根据地图来获取到事件发生位置，获取到目标点精准经纬度(x

检测站点确定模块，所述检测站点确定模块获取与目标点相关的检测站点集合；

站点确定模块，站点确定模块获取目标点最近的站点；

斜率确定模块，所述斜率确定模块以俯视视角观测站点与目标点，将站点设为坐标系原点，确定目标点与站点之间线段的斜率k；

象限确定模块，所述象限确定模块根据斜率判断出目标点所在象限；

夹角确定模块，所述夹角确定模块确定目标点与站点相对正北方向夹角值β；

控制模块，所述控制模块根据β确定水平旋转角度P和俯仰角T，对摄像头进行控制。

本发明与现有技术相比：

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头水平视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准得计算出需要水平旋转的角度，根据步骤五得出的夹角值β算出水平旋转角度P。

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头上下视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准的计算出上下调整的角度，根据站点高度h和步骤2得到的目标点与站点直线距离d

本发明通过计算得出得PT值可以对摄像头进行云台控制，使监控视角精准快速的调整到目标视角，完成摄像头快速精准定位目标点，这样可以对以下几个方面进行效率显著提升，包括：确定最近站点位置、站点基本信息获取、站点对应摄像头水平角和俯仰角的偏移量等，从而快速确定目标和站点的位置信息、极大的提升摄像头操控效率以及精准度，并且无需人为操作从而节约了人力成本。

具体实施例九：

本申请实施例九与实施例八的区别仅在于：

本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法。

所述方法包括以下步骤：

步骤1：在摄像头监控范围内发现事件时，调转摄像头到当前位置观测时，通过周围环境来确定自身位置，根据地图来获取到事件发生位置，获取到目标点精准经纬度(x

步骤2：获取与目标点相关的检测站点集合；

步骤3：获取目标点最近的站点；

步骤4：以俯视视角观测站点与目标点，将站点设为坐标系原点，确定目标点与站点之间线段的斜率k；

步骤5：根据斜率判断出目标点所在象限；

步骤6：确定目标点与站点相对正北方向夹角值β；

步骤7：根据β确定水平旋转角度P和俯仰角T，对摄像头进行控制。

本发明与现有技术相比：

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头水平视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准得计算出需要水平旋转的角度，根据步骤五得出的夹角值β算出水平旋转角度P。

传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头上下视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准的计算出上下调整的角度，根据站点高度h和步骤2得到的目标点与站点直线距离d

本发明通过计算得出得PT值可以对摄像头进行云台控制，使监控视角精准快速的调整到目标视角，完成摄像头快速精准定位目标点，这样可以对以下几个方面进行效率显著提升，包括：确定最近站点位置、站点基本信息获取、站点对应摄像头水平角和俯仰角的偏移量等，从而快速确定目标和站点的位置信息、极大的提升摄像头操控效率以及精准度，并且无需人为操作从而节约了人力成本。

具体实施例十：

本申请实施例十与实施例九的区别仅在于：

本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其所述处理器执行所述计算机程序时实现一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法。

方法包括：

参考图1、图2，本实例公开了种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法，用于实现在地图与摄像头相结合使用时，点击地图快速的找到最近的摄像头并将摄像头视角精准的调整到目标点。

该方法的建立包含以下步骤：

步骤1：当在摄像头监控范围内发现事件时，需要调转摄像头到当前位置观测时，通过周围环境来确定自己位置，在系统中使用鼠标点击地图来快速获取到事件发生位置，获取到目标点精准经纬度(x

步骤2：获取与该目标点相关的检测站点集合：用户发现案件后，只能通过周围环境来确定自己的位置，想要找到附近的摄像头对时间进行观测只能够凭借感觉和对周围摄像头布置信息的掌握来确定使用哪个摄像头进行观测，而本发明可以通过事件发生的经纬度快速精准的找到最近的摄像头并获取到摄像头信息，获取到与该目标点相关的检测站点集合，集合中站点信息包含，站点的经纬度(x

步骤3：取目标点最近站点：根据已有站点集合，通过目标点坐标与站点坐标集合根据最短距离公式：d

步骤4：以俯视视角(图4)观测站点与目标点，将站点设为坐标系原点，根据公式

步骤5：根据斜率k判断出目标点所在象限。

象限计算公式：基于站点(x

当x

当x

当x

当x

x

步骤6：得到目标点与站点相对正北方向夹角值β：

目标点位在第一象限 ∠β＝90°-arctan k

目标点位在第二象限 ∠β＝270°+arctan k

目标点位在第三象限 ∠β＝270°-arctan k

目标点位在第四象限 ∠β＝90°+arctan k

k为步骤4中计算出的斜率

(图5)

步骤7：传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头水平视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准得计算出需要水平旋转的角度，通过公式P＝α+β算出水平旋转角度P。

步骤8：传统方式通过事件发生位置手动操作配合人眼观测摄像头控制程序调整摄像头上下视角，操作难度较大并且费时费力，本发明能够精准的计算出上下调整的角度，根据站点高度h和步骤2得到的目标点与站点直线距离d

，计算出俯仰角T。

步骤9：本发明通过计算得出得PT值可以对摄像头进行云台控制，使监控视角精准快速的调整到目标视角，完成摄像头快速精准定位目标点，这样可以对以下几个方面进行效率显著提升，包括：确定最近站点位置、站点基本信息获取、站点对应摄像头水平角和俯仰角的偏移量等，从而快速确定目标和站点的位置信息、极大的提升摄像头操控效率以及精准度，并且无需人为操作从而节约了人力成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

以上所述仅是一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法的优选实施方式，一种基于摄像头与地图相结合进行联合定位的方法的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。