28、视频传感器网络的相机控制与地理配准

视频传感器网络的相机控制与地理配准

在当今的监控领域，高效控制和管理大型视频传感器网络是至关重要的。本文将介绍实时PTZ相机控制和相机视场与单一参考地图地理配准的新技术。

1. 现有模型及问题

在图像坐标和世界坐标之间的高度非线性关系求解方面，已有一些模型被提出。有的模型通过迭代求解，有的采用搜索机制来最小化匹配得分函数，还有的使用非精确校正矩阵持续更新相机参数。而本文提出的模型独立于上述对齐问题，其基础几何结构为可靠、精确的相机控制提供了简单快速的方法。

对于全景 - 正射影像配准部分，虽然配准领域历史悠久，但相关工作通常处理的是基于平面视图对的单应性问题，而非整个PTZ覆盖范围。获取对应关系的方法包括使用相机对之间的跟踪数据和移动物体的质心、特征匹配技术以及几何方法等。

2. PTZ相机视场控制模型

• 模型原理 ：PTZ相机广泛用于广域监控，关键在于能将相机重新定向到场景中的期望位置。本文提出一种简单可靠的几何PTZ模型，其核心思想是相机旋转时，图像平面上一点的轨迹形成椭圆，通过该椭圆可计算平移和倾斜角度。这样能避免因平移和倾斜电机轴未对齐以及与相机光心不共位而产生的问题。
• 计算平移和倾斜变化
  • 计算平移变化（δθ） ：根据多个几何关系和代换，可得到计算平移变化的公式：
    [
    \delta\theta = \tan^{-1} \left( \frac{x}{y \cdot \sin\varphi + f \cdot \cos\varphi