联动监控的装置、方法及存储介质

技术领域

本申请涉及监控技术领域，特别涉及一种联动监控的装置、方法及存储介质。

背景技术

由于雷达具有全天候全天时工作的特点，以及球机能够兼顾监控场景的全景信息和细节信息，所以，雷达和球机联合监控可以弥补球机在弱光和恶劣天气下的监控性能，同时可以降低雷达误检率。

在雷达和球机联合监控过程中，为了实现雷达和球机对同一目标的探测和融合，需要确定雷达和球机之间的映射关系，以进行联合标定，从而实现同一目标在雷达和球机各自对应的坐标系下的相互转换。目前，通常需要专业人员进行联合标定操作，譬如，在雷达和球机的重叠的视场内，针对不同距离和方位上的同一目标进行检测，同步采集多组雷达坐标和球机坐标，然后，根据采集的数据，确定雷达和球机之间的映射关系，从而实现联合标定。

然而，在上述实现方式中，由于需要人工多次进行采集操作，所以导致标定效率较低。

发明内容

本申请提供了一种联动监控的装置、方法及存储介质，可以解决相关技术的需要人工多次进行采集操作导致标定效率较低的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种联动监控的装置，所述装置包括：

雷达、球机、测高模块和中央处理模块，其中，所述雷达与所述球机相对固定连接；

所述测高模块与所述球机固定连接，用于探测第一高度，所述第一高度为所述球机至水平地面的高度；

所述中央处理模块分别与所述雷达、所述球机、所述测高模块连接，用于基于所述第一高度、第二高度及视场夹角，确定雷达坐标与球机坐标之间的映射关系，以对所述雷达和所述球机进行联合标定；

其中，所述第二高度为所述雷达与所述球机在垂直方向上的相对高度，所述视场夹角为所述雷达的零度视场角与所述球机的零度视场角之间的夹角。

在本申请一种可能的实现方式中，所述装置还包括：球机姿态探测模块，所述球机姿态探测模块与所述球机连接，用于探测所述球机相对于水平地面的倾斜角；

相应地，所述中央处理模块，还用于基于所述倾斜角控制所述球机调零；

所述测高模块，用于探测调零后的球机与所述水平地面之间的高度，得到所述第一高度。

在本申请一种可能的实现方式中，所述中央处理模块，用于控制所述球机的水平角保持不变、以及俯仰角偏移所述倾斜角的大小，以使所述俯仰角修正为零度。

在本申请一种可能的实现方式中，

所述球机姿态探测模块设于所述球机的内部；或者，

所述球机姿态探测模块与所述球机连体设置。

在本申请一种可能的实现方式中，所述测高模块设于所述球机的底部。

在本申请一种可能的实现方式中，所述中央处理模块用于：

获取雷达探测的目标的雷达坐标信息，所述雷达坐标信息至少包括目标距离和雷达探测角度，所述目标距离是指所述目标与所述雷达之间的距离；

基于所述映射关系，将所述雷达坐标信息转换为球机坐标信息；

将所述球机坐标信息传送给所述球机。

在本申请一种可能的实现方式中，所述装置还包括辅助聚焦模块，所述辅助聚焦模块用于基于所述目标距离进行所述球机的镜头聚焦。

在本申请一种可能的实现方式中，所述球机用于：

调整当前状态至所述球机坐标信息对应的状态；

通过所述辅助聚焦模块基于所述目标距离进行所述球机的镜头聚焦；

对所述目标进行抓拍，并根据抓拍图像对所述雷达的探测结果进行复核。

在本申请一种可能的实现方式中，所述映射关系通过如下公式(1)和(2)表示：

其中，所述p为所述球机的水平角，所述T为所述球机的俯仰角，所述r为所述雷达探测的目标与所述雷达之间的目标距离，所述α为雷达探测角度，所述h

在本申请一种可能的实现方式中，所述装置还包括安装支架，所述雷达和所述球机固定于所述安装支架上。

另一方面，提供了一种联动监控的方法，所述方法包括：

所述中央处理模块获取所述雷达探测的目标的雷达坐标信息，所述雷达坐标信息至少包括目标距离和雷达探测角度，所述目标距离是指所述目标与所述雷达之间的距离；

所述中央处理模块基于映射关系，将所述雷达坐标信息转换为球机坐标信息，所述映射关系是指雷达坐标与球机坐标之间的关系，所述映射关系是基于第一高度、第二高度和视场夹角确定的，所述第一高度是通过所述测高模块探测得到的所述球机至水平地面的高度，所述第二高度为所述雷达与所述球机在垂直方向上的相对高度，所述视场夹角为所述雷达的零度视场角与所述球机的零度视场角之间的夹角；

所述中央处理模块基于所述球机坐标信息，通过所述球机对所述目标进行抓拍，并基于抓拍图像对所述雷达的探测结果进行复核。

在本申请一种可能的实现方式中，所述映射关系通过如下公式(1)和(2)表示：

其中，所述p为所述球机的水平角，所述T为所述球机的俯仰角，所述r为所述雷达探测的目标与所述雷达之间的目标距离，所述α为雷达探测角度，所述h

在本申请一种可能的实现方式中，所述装置还包括辅助聚焦模块，所述中央处理模块基于所述球机坐标信息，通过所述球机对所述目标进行抓拍，并基于抓拍图像对所述雷达的探测结果进行复核，包括：

调整当前状态至所述球机坐标信息对应的状态；

通过所述辅助聚焦模块基于所述目标距离进行所述球机的镜头聚焦；

通过所述球机对所述目标进行抓拍，所述球机根据抓拍图像对所述雷达的探测结果进行复核。

另一方面，提供了一种设备，所述设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信，所述存储器用于存放计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器上所存放的程序，以实现上述另一方面所述的方法的步骤。

另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述另一方面所述的方法的步骤。

另一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述另一方面所述的方法的步骤。

本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：

测高模块探测球机至水平地面的高度，即探测第一高度，中央处理模块基于第一高度，第二高度以及视场夹角，确定雷达坐标与球机坐标之间映射关系。其中，该第二高度为该雷达与该球机在垂直方向上的相对高度，该视场夹角为该雷达的零度视场角与该球机的零度视场角之间的夹角。也即是，这里自动对雷达和球机进行联合标定，避免需要人工多次采集数据进行联合标定，提高了标定效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种联动监控的装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种装置的安装示意图；

图3是本申请实施例提供的一种球机坐标系与雷达坐标系之间的位置关系示意图；

图4是本申请实施例提供的一种球机探测目标的空间几何模型示意图；

图5是本申请实施例提供的一种一种雷达探测目标的空间几何模型示意图；

图6是本申请实施例提供的一种联动监控的方法流程图；

图7是本申请实施例提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

首先，对本申请实施例涉及的名词进行简单介绍。

雷达：一种利用电磁波探测目标的设备，具有全天候全天时工作的特点。通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

球机：具有云台等机械结构，可以进行PTZ变化的大范围监控摄像机，能够兼顾监控场景的全景信息和细节信息。其中，P表示球机的水平角，T表示球机的俯仰角，Z表示球机的缩放比例因子。借助于云台控制结构，该球机可覆盖的水平方向为360度，垂直方向大于90度。

雷球联动：通过雷达和球机联合监控，当雷达探测到疑似活动目标时，可以驱动球机转动并对疑似目标进行实时跟踪，从而进行二次识别。

联合标定：是指确定雷达与球机在不同坐标系下的转换关系，或者说，确定雷达和球机的参数间的转换关系，以达到对目标的一致性描述。

请参考图1，该图1是根据一示例性实施例提供的联动监控的装置结构示意图。该装置可以包括：雷达101、球机102、测高模块103和中央处理模块104，

其中，该雷达101与该球机102相对固定连接，作为一种示例，该雷达101与该球机102可以一体化设计。进一步地，该装置还包括有安装支架，如此，该雷达101和该球机102固定于该安装支架上。该雷达101与该球机102在垂直方向上的相对高度固定且已知，并可以预先存储在该联动监控的装置中，示例性的，该相对高度可以表示为Δh。

其中，该雷达101可以为毫米波雷达、激光雷达等，雷达的数量可以是一个或者多个。当该雷达的数量为多个时，每个雷达对应不同的探测方位、探测距离，其中，图1仅示出了单个雷达的结构示意图。另外，雷达可以配置有雷达天线阵列，从而通过该雷达天线阵列对目标进行探测。

其中，该球机102可以为高速球形的摄像机，譬如，可以为光感相机、热成像相机或红外相机等，在实施中，可以借助云台控制结构进行旋转拍摄，本申请实施例对此不做限定。

该测高模块103与该球机102固定连接，用于探测第一高度，该第一高度为该球机至水平地面的高度，也即是，该第一高度是指上述Δh。作为一种示例，该测高模块103可以采用类似激光测距等功能传感器来探测该第一高度，示例性的，该测高模块103可以设于该球机的底部。

接下来，对测高模块103探测该第一高度的具体实现进行说明。作为一种示例，该装置还包括球机姿态探测模块，该球机姿态探测模块与该球机102连接，该球机姿态探测模块用于探测该球机102相对于水平地面的倾斜角。在该种情况下，该中央处理模块基于该倾斜角对该球机进行调零，该测高模块103，用于探测调零后的球机与该水平地面之间的高度，得到该第一高度。

作为一种示例，该球机姿态探测模块设于该球机102的内部，或者，该球机姿态探测模块与该球机102连体设置，以便于获取球机相对于水平地面的倾斜角。作为一种示例，该球机姿态探测模块可以采用重力加速度或其它具有类似功能的传感器，本申请实施例对此不作限定。

由于装置在安装时通常存在一个倾斜角，譬如，如图2所示，该倾斜角即为图2中的γ，所以，为了能够准确获取该第一高度，通常需要对该球机进行调零操作，在这里，该中央处理模块104可以基于该倾斜角γ对该球机102进行调零。

作为一种示例，该中央处理模块104基于该倾斜角γ对该球机102进行调零的具体实现可以包括：该中央处理模块104控制该球机102的水平角保持不变、以及俯仰角偏移该倾斜角的大小，以使该俯仰角修正为零度。

不难理解，当存在倾斜角γ时，球机的俯仰角不为零，即球机102不是处于零度状态。如果球机102不是处于零度状态时，所测得的球机102与水平地面之间的高度可能大于实际需要测量的第一高度，所以，为了准确测得球机102相对于水平地面的高度，可以将该球机102的水平角保持不变、以及俯仰角偏移该倾斜角的大小，以使该俯仰角修正为零度，从而使得该球机102处于零度状态。

在将该球机102调零完成之后，该测高模块103可以探测此时的球机102与水平地面之间的高度，这里可以采用光学原理进行探测，从而确定该球机102相对于水平地面的安装高度，得到该第一高度。

该中央处理模块104分别与该雷达101、该球机102、该测高模块103连接，用于基于该第一高度、第二高度及视场夹角，确定雷达坐标与球机坐标之间的映射关系，以对该雷达101和该球机102进行联合标定。其中，该第二高度为该雷达101与该球机102在垂直方向上的相对高度，该视场夹角为该雷达101的零度视场角与该球机102的零度视场角之间的夹角。

该视场夹角可以预先获知，譬如，该视场夹角可以在该装置出厂时预先设置好，在这里可以表示为β，如图3所示，其中，实线表示的坐标系为球机对应的坐标系，虚线表示的坐标系为雷达对应的坐标系。若Y轴方向为装置安装的正前方，即为雷达的零度视场角方向，则球机的零度视场角方向为-β。在一些实施例中，该β可以为零，也即是，雷达和球机的视场相同，两者的零度视场角重叠，不存在夹角。

需要说明的是，当雷达的数量为多个时，该视场夹角的数量也相应地包括多个，即包括各个雷达的零度视场角与球机的零度视场角之间的夹角。

该中央处理模块104相当于是该联动监控的装置的核心部分，可以控制各个模块的协调运行。作为一种示例，该中央处理模块104可以置于雷达所在的模块中，或者，还可以置于球机所在的模块中，再或者，还可以单独成为一个模块，譬如，可以配置于某设备中，并通过有线或者无线的方式与其他各个模块间进行相互通信。

在实施中，该中央处理模块104获取测高模块103测得的第一高度，并获取预先存储的第二高度和视场夹角，然后可以根据该第一高度、第二高度和视场夹角，确定雷达坐标与球机坐标之间的映射关系，从而实现对雷达和球机进行联合标定。

作为一种示例，雷达坐标与球机坐标之间的映射关系可以通过如下公式(1)和公式(2)来进行表示：

其中，该p为该球机的水平角，该T为该球机的俯仰角，该r为该雷达探测的目标与该雷达之间的目标距离，该α为雷达探测角度，该h

由此可见，在已知第一高度、第二高度和视场夹角的情况下，可以根据上述公式(1)和(2)所示的映射关系，将雷达坐标和球机坐标进行关系转换，从而实现对雷达坐和球机的联合标定。

作为另一种示例，上述公式(1)和公式(2)还可以表示为如下公式(3)和公式(4)所示：

接下来，对上述公式的推导过程进行介绍。

1、球机坐标与目标的真实坐标的关系。

首先需要说明的是，该推导过程中涉及的目标可以为水平地面上的任意一点，并不一定需要有真实的目标存在。

如图4所示，该图4是根据一示例性实施例示出的一种球机探测目标的空间几何模型示意图。在该目标所在的平面上建立直角坐标系，以前后方向为X轴，左右方向为Y轴方向，假设球机探测目标的水平角为P，俯仰角为T，该球机位于点A处，目标位于点B处，则不难理解，该目标在x轴方向和y轴方向的坐标分别通过如下公式(5)和(6)确定：

2、雷达坐标与目标的真实坐标的关系。

首先需要说明的是，在确定雷达坐标与目标的真实坐标的关系时，所选择的目标与确定球机坐标与目标的真实坐标的关系中的目标相同，或者说，所选择的位置点相同。

请参考图5，该图5是根据一示例性实施例示出的一种雷达探测目标的空间几何模型示意图。以垂直X轴和Y轴所在平面的方向为Z轴方向，坐标系原点为O，假设M点为雷达所在的安装位置，目标位于点B处。

为了便于理解，这里先对该空间内的平面关系进行简单说明。该Y轴为雷达的零度视场角方向，雷达的安装高度为OM，这里用h

由雷达测量原理可知，MB为雷达与目标之间的距离，即为r，雷达探测角度为α，根据图可以得到如下公式(7)、(8)和(9)：

x＝rsinα (9)

根据上述公式(7)、(8)和(9)可以得到如下公式(10)：

根据上述球机坐标与目标的真实坐标的关系，以及雷达坐标与目标的真实坐标的关系，可以推导得到上述公式(1)和公式(2)，即可以推导得到该雷达坐标与该球机坐标之间的映射关系。

进一步地，在确定上述雷达坐标与球机坐标之间的映射关系后，中央处理模块可以利用该映射关系，控制球机和雷达进行联动监控。

在一种可能的实现方式中，中央处理模块利用该映射关系控制球机和雷达进行联动监控的具体实现可以包括：获取雷达探测的目标的雷达坐标信息，该雷达坐标信息至少包括目标距离和雷达探测角度，该目标距离是指该目标与该雷达之间的距离，基于该映射关系，将该雷达坐标信息转换为球机坐标信息，将该球机坐标信息传送给该球机。

也就是说，该中央处理模块可以利用该映射关系，将该雷达坐标信息转换为球机坐标信息，譬如，可以将雷达坐标信息中的目标距离r和雷达探测角度α带入上述公式(1)和(2)中，可以得到该球机坐标信息对应的水平角P和俯仰角T。

作为一种示例，该装置还可以包括辅助聚焦模块，该辅助聚焦模块用于基于目标距离进行所述球机的镜头聚焦。该辅助聚焦模块可以位于该球机的内部，或者，也可以位于该球机的外部。

作为一种示例，对于球机来说，在接收该球机坐标信息后，执行如下操作：调整当前状态至该球机坐标信息对应的状态，通过辅助聚焦模块基于该目标距离进行所述球机的镜头聚焦，对该目标进行抓拍，并根据抓拍图像对该雷达的探测结果进行复核。

也就是说，对于球机来说，根据该球机坐标信息，调整该球机的水平角和俯仰角，并且，该球机通过辅助聚焦模块根据目标距离进行所述球机的镜头聚焦，从而使得该球机工作在该球机坐标信息对应的状态。并在调整状态之后，该球机对目标进行抓拍，得到抓拍图像，球机根据该抓拍图像进行图像处理，得到处理结果，之后可以利用该处理结果来对雷达的探测结果进行复核，以确定是否有真实目标存在，并决策输出复核结果。

进一步地，该装置还可以包括报警器，当复核后确定存在真实目标时，该中央处理器还可以控制该报警器进行报警提示。

进一步地，该装置还包括防护罩，该防护罩可以对球机和雷达起到防护作用，以防止球机和雷达受到磨损，如此，可以延长雷达和球机的使用寿命。另外，为了不影响球机的正常拍摄，该防护罩通常为透明状。

在本申请实施例中，测高模块探测球机至水平地面的高度，即探测第一高度，中央处理模块基于第一高度，第二高度以及视场夹角，确定雷达坐标与球机坐标之间映射关系。其中，该第二高度为该雷达与该球机在垂直方向上的相对高度，该视场夹角为该雷达的零度视场角与该球机的零度视场角之间的夹角。也即是，这里自动对雷达和球机进行联合标定，避免需要人工多次采集数据进行联合标定，提高了标定效率。

请参考图6，该图6是根据一示例性实施例示出的联动监控的方法流程图，该方法可以由上述装置来实现，具体可以包括如下几个步骤：

步骤601：该中央处理模块获取该雷达探测的目标的雷达坐标信息，该雷达坐标信息至少包括目标距离和雷达探测角度，该目标距离是指该目标与该雷达之间的距离。

其中，该方法的具体实现可以参见上述装置的具体实现的介绍，这里不再重复赘述。

步骤602：该中央处理模块基于映射关系，将该雷达坐标信息转换为球机坐标信息，该映射关系是指雷达坐标与球机坐标之间的关系。

其中，该映射关系是基于第一高度、第二高度和视场夹角确定的，该第一高度是通过该测高模块探测得到的该球机至水平地面的高度，该第二高度为该雷达与该球机在垂直方向上的相对高度，该视场夹角为该雷达的零度视场角与该球机的零度视场角之间的夹角

作为一种示例，可以通过球机姿态探测模块探测该球机相对于水平地面的倾斜角，相应地，该中央处理模块基于该倾斜角控制该球机调零，之后，该测高模块，用于探测调零后的球机与该水平地面之间的高度，得到该第一高度。

作为一种示例，中央处理模块控制该球机的水平角保持不变、以及俯仰角偏移该倾斜角的大小，以使该俯仰角修正为零度。

其中，该第二高度为该雷达与该球机在垂直方向上的相对高度，该视场夹角为该雷达的零度视场角与该球机的零度视场角之间的夹角。

示例性地，该映射关系通过如下公式(1)和(2)表示：

其中，该p为该球机的水平角，该T为该球机的俯仰角，该r为该雷达探测的目标与该雷达之间的目标距离，该α为雷达探测角度，该h

步骤603：该中央处理模块基于该球机坐标信息，通过该球机对该目标进行抓拍，并基于抓拍图像对该雷达的探测结果进行复核。

确定该映射关系后，该中央处理模块获取雷达探测的目标的雷达坐标信息，该雷达坐标信息至少包括目标距离和雷达探测角度，该目标距离是指该目标与该雷达之间的距离。基于该映射关系，将该雷达坐标信息转换为球机坐标信息，将该球机坐标信息传送给该球机。

作为一种示例，球机调整当前状态至该球机坐标信息对应的状态，通过辅助聚焦模块基于该目标距离进行所述球机的镜头聚焦，对该目标进行抓拍，并根据抓拍图像对该雷达的探测结果进行复核。

在本申请实施例中，测高模块探测球机至水平地面的高度，即探测第一高度，中央处理模块基于第一高度，第二高度以及视场夹角，确定雷达坐标与球机坐标之间映射关系。其中，该第二高度为该雷达与该球机在垂直方向上的相对高度，该视场夹角为该雷达的零度视场角与该球机的零度视场角之间的夹角。也即是，这里自动对雷达和球机进行联合标定，避免需要人工多次采集数据进行联合标定，提高了标定效率。

请参考图7，其示出了本申请一个示例性实施例提供的设备的结构示意图，该设备中可以配置有中央处理模块。该设备包括：处理器701、接收器702、发射器703、存储器704和总线705。

处理器701包括一个或者一个以上处理核心，处理器701通过运行软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及信息处理。

接收器702和发射器703可以实现为一个通信组件，该通信组件可以是一块通信芯片。

存储器704通过总线705与处理器701相连。

存储器704可用于存储至少一个指令，处理器701用于执行该至少一个指令，以实现上述各个方法实施例中的设备执行的各个步骤。

此外，存储器704可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，易失性或非易失性存储设备包括但不限于：磁盘或光盘，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，静态随时存取存储器(SRAM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，可编程只读存储器(PROM)。

本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述实施例提供的方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的方法。

在一些实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中联动监控的方法的步骤。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random-Access Memory，随机存储器)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

值得注意的是，本申请提到的计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质，换句话说，可以是非瞬时性存储介质。

应当理解的是，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。所述计算机指令可以存储在上述计算机可读存储介质中。

也即是，在一些实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的联动监控的方法的步骤。

以上所述为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。