一种监视仪的镜头同轴矫正方法

1.一种监视仪的镜头同轴矫正方法，所述监视仪包括云台、镜头、摄像机，摄像机通过镜头获取视场内的图像，镜头可进行变倍动作，云台可驱使摄像机进行水平、俯仰运动；其特征在于，所述镜头同轴矫正方法通过以下步骤来实现：
a).设置最广角预置位，使镜头运动至最广角位置，选取视场内的某一景物作为参照物，调节云台的水平转动角度和俯仰转动角度，使参照物位于视场画面的中心位置，记下此时的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 , 为同轴矫正的第1个预置位；
b).设置中间预置位，使镜头由最广角逐渐向最长焦运动，在保持参照物位于视场画面中心位置的前提下，依次记录下 个位置处的云台的水平转动角度 、俯仰转动角度和镜头变倍值 ， 为同轴矫正的第 个预置位；
c).设置最长焦预置位，使镜头运动至最长焦状态，调节云台的水平转动角度和俯仰转动角度，并使参照物位于视场画面的中心位置，记下此时的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 ， 为同轴矫正的第 个预置位；
d).监视仪的当前位置状态，设镜头当前的变倍值为 ，云台的水平转动角度为 、俯仰转动角度为 ，设预置位中位于 两侧的变倍值分别为 、 ， ＜ ＜
， 、 所对应的云台的水平转动角度和俯仰转动角度分别为 和
；
e).监视仪的运动位置状态，设镜头要运动至变倍值为 的位置处，预置位中位于两侧的变倍值分别为 、 ， ＜ ＜ ， 、 所对应的云台的水平
转动角度和俯仰转动角度分别为 和 ，矫正后的云台水平转动角度 =
+（ - ），矫正后的云台俯仰转动角度 = +（ - ）；
f).如果监视仪的监控中心点没有发生变化，则云台按照 = +（ - ）进行水平转动、按照 = +（ - ）进行俯仰转动，镜头按照 进行变倍，即可获取目标位于中心的画面，而不会出现目标偏离画面中心的情形；
g).如果监视仪的监控中心点发生变化，设由当前中心点运动至目标中心点云台的水平转动角度、俯仰转动角度分别为 、 ；则云台按照 = +（ - ）+ 进行水平转动、按照 = +（ - ）+ 进行俯仰转动，镜头按照 进行变倍，即可获取目标位于中心的画面，而不会出现目标偏离中心的情形。
2.根据权利要求1所述的监视仪的镜头同轴矫正方法，其特征在于：步骤c)中所选取的预置位数目 ≥10。

一种监视仪的镜头同轴矫正方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种监视仪的镜头同轴矫正方法，更具体的说，尤其涉及一种可避免由于镜头的同轴性对监控中心点造成影响的监视仪的镜头同轴矫正方法。\n背景技术\n[0002] 随着安防技术的进一步发展，智能化、无人值守特点成为监视系统发展的趋势之一，监视仪作为前端设备，在监视系统中起着举足轻重的作用，需要与后台软件配合实现更多智能化、自动化的功能，事件检测、框选放大就属于此类功能之一。监视仪的镜头通常处于广角，当发现视场中有异常发生时，监视仪自动对异常点居中放大显示，但是由于长焦镜头的同轴性差，从广角拉到长焦方向时，目标通常会偏离显示屏中心，甚至会偏出显示屏。\n[0003] 如说明书附图中的图1所示，当镜头处于变倍值为 的位置时，镜头的光轴沿中间的实线方向；而当镜头的变倍值为 时，其光轴就可能与上方的虚线方向一致，当镜头的变倍值为 时，其光轴又有可能与下方的点划线的方向相一致。在监视仪的视场发生变化时，如果按照镜头的光轴始终不变的原则来对目标定位，极易造成实际采集画面与理想画面存在差异。如图2所示，实线矩形框内为当前实际的监控区域，现在如果要对长方形虚线框选区域进行监控，理想状态下应获取如图3所示的监控图像，但由于镜头的同轴性较差，实际获取的图像有可能如图4所示。如不对镜头的同轴性进行矫正，可能会使检测目标偏离监控中心或根本不在监控范围内。\n[0004] 如果能对镜头从广角至长焦状态下，变倍值所对应的镜头轴线进行矫正，会有效避免监控画面偏离目标区域的现象。但是如果测绘每个变倍值对应的镜头轴线位置（镜头轴线位置通过云台的水平转动角度和俯仰转动角度来体现），会带来很大的工作量（例如索尼需要测绘16384组数据），带来极大的人力开发成本和运算复杂度。\n发明内容\n[0005] 本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种监视仪的镜头同轴矫正方法。\n[0006] 本发明的监视仪的镜头同轴矫正方法，所述监视仪包括云台、镜头、摄像机，摄像机通过镜头获取视场内的图像，镜头可进行变倍动作，云台可驱使摄像机进行水平、俯仰运动；其特别之处在于，所述镜头同轴矫正方法通过以下步骤来实现：a).设置最广角预置位，使镜头运动至最广角位置，选取视场内的某一景物作为参照物，调节云台的水平转动角度和俯仰转动角度，使参照物位于视场画面的中心位置，记下此时的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 , 为同轴矫正的第1个预置位；b).设置中间预置位，使镜头由最广角逐渐向最长焦运动，在保持参照物位于视场画面中心位置的前提下，依次记录下 个位置处的云台的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 ，为同轴矫正的第 个预置位；c).设置最长焦预置位，使镜头运动至最长焦状态，调节云台的水平转动角度和俯仰转动角度，并使参照物位于视场画面的中心位置，记下此时的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 ， 为同轴矫正的第\n个预置位；d).监视仪的当前位置状态，设镜头当前的变倍值为 ，云台的水平转动角度为 、俯仰转动角度为 ，设预置位中位于 两侧的变倍值分别为 、 ， ＜＜ ， 、 所对应的云台的水平转动角度和俯仰转动角度分别为 和\n；e).监视仪的运动位置状态，设镜头要运动至变倍值为 的位置处，预置位中位于 两侧的变倍值分别为 、 ， ＜ ＜ ， 、 所对应的云台的\n水平转动角度和俯仰转动角度分别为 和 ，矫正后的云台水平转动角度\n= +（ - ），矫正后的云台俯仰转动角度 = +（ - ）；f).如果监视仪的监控中心点没有发生变化，则云台按照 = +（ - ）进行水平转动、按照 = +（ -）进行俯仰转动，镜头按照 进行变倍，即可获取目标位于中心的画面，而不会出现目标偏离画面中心的情形；g).如果监视仪的监控中心点发生变化，设由当前中心点运动至目标中心点云台的水平转动角度、俯仰转动角度分别为 、 ；则云台按照 = +（ -）+ 进行水平转动、按照 = +（ - ）+ 进行俯仰转动，镜头按照 进行变倍，即可获取目标位于中心的画面，而不会出现目标偏离中心的情形。\n[0007] 本发明的监视仪的镜头同轴矫正方法，步骤c)中所选取的预置位数目 ≥10。\n[0008] 本发明的有益效果是：本发明的镜头同轴矫正方法，镜头由最广角至最长焦变化的过程中，始终保持选取的参照物位于画面的中心，采集 组由云台水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 组成的预置位数据，监视仪变倍的过程中，利用当前位置和要运动至位置两侧的预置位数据，实现对镜头光轴的偏离进行矫正，可使监控目标始终处于监控画面中心，避免了以往变倍后图像中心偏离的现象。\n[0009] 如果前后监控中心没有变化，则云台按照 = +（ - ）水平转动、按照 =+（ - ）俯仰转动来实现镜头光轴的矫正；如果监控中心点发生变化，云台按照 =+（ - ）+ 水平转动、按照 = +（ - ）+ 俯仰转动来实现镜头光轴的矫正， 、 分贝为由当前中心点运动至目标中心点云台的水平转动角度、俯仰转动角度。\n附图说明\n[0010] 图1给出了不同变倍值下镜头的光轴不在同一直线上的示意图；\n[0011] 图2给出了当前监控画面及待要监控区域的示意图；\n[0012] 图3给出了镜头光轴为理想直线时获取的图像；\n[0013] 图4为实际获取的待监控区域的图像。\n具体实施方式\n[0014] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。\n[0015] 如图1所示，对于长焦镜头来说，镜头处于不同变倍位置时，其光轴可能不位于同一条直线上，即长焦镜头的同轴性差。由于长焦镜头的同轴性较差，在对图2中监控画面中的虚线框选区域进行放大监控的过程中，要获取如图3所示的理想画面，但实际上会获取如图4所示的目标偏离中心区域的画面，更有甚者，目标可能不在监控画面内。\n[0016] 本发明的监视仪的镜头同轴矫正方法，所述监视仪包括云台、镜头、摄像机，摄像机通过镜头获取视场内的图像，镜头可进行变倍动作，云台可驱使摄像机进行水平、俯仰运动；所述镜头同轴矫正方法通过以下步骤来实现：\n[0017] a).设置最广角预置位，使镜头运动至最广角位置，选取视场内的某一景物作为参照物，调节云台的水平转动角度和俯仰转动角度，使参照物位于视场画面的中心位置，记下此时的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 , 为同轴矫正的第1个预置位；\n[0018] b).设置中间预置位，使镜头由最广角逐渐向最长焦运动，在保持参照物位于视场画面中心位置的前提下，依次记录下 个位置处的云台的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 ， 为同轴矫正的第 个预置位；\n[0019] c).设置最长焦预置位，使镜头运动至最长焦状态，调节云台的水平转动角度和俯仰转动角度，并使参照物位于视场画面的中心位置，记下此时的水平转动角度 、俯仰转动角度 和镜头变倍值 ， 为同轴矫正的第 个预置位；\n[0020] 取值越大，对镜头光轴的同轴性矫正越准确，但也不宜取的过大，一般以大于10为宜。\n[0021] d).监视仪的当前位置状态，设镜头当前的变倍值为 ，云台的水平转动角度为、俯仰转动角度为 ，设预置位中位于 两侧的变倍值分别为 、 ， ＜\n＜ ， 、 所对应的云台的水平转动角度和俯仰转动角度分别为 和\n；\n[0022] e).监视仪的运动位置状态，设镜头要运动至变倍值为 的位置处，预置位中位于 两侧的变倍值分别为 、 ， ＜ ＜ ， 、 所对应的云台的水\n平转动角度和俯仰转动角度分别为 和 ，矫正后的云台水平转动角度 =\n+（ - ），矫正后的云台俯仰转动角度 = +（ - ）；\n[0023] f).如果监视仪的监控中心点没有发生变化，则云台按照 = +（ - ）进行水平转动、按照 = +（ - ）进行俯仰转动，镜头按照 进行变倍，即可获取目标位于中心的画面，而不会出现目标偏离画面中心的情形；\n[0024] g).如果监视仪的监控中心点发生变化，设由当前中心点运动至目标中心点云台的水平转动角度、俯仰转动角度分别为 、 ；则云台按照 = +（ - ）+ 进行水平转动、按照 = +（ - ）+ 进行俯仰转动，镜头按照 进行变倍，即可获取目标位于中心的画面，而不会出现目标偏离中心的情形。