一种用于移动端的固定监控设备朝向标定方法及系统与流程

本发明涉及摄像头标定，尤其涉及一种用于移动端的固定监控设备朝向标定方法及系统。

背景技术：

1、固定监控摄像头在投入使用后，通常需要获得其安装位置、视场范围、水平朝向角、俯仰角等参数，以便用于地图展示、事件定位、视频巡检、空间关联分析或后续质检。

2、现有固定摄像头标定方法包括以下几类：

3、（1）基于标定板或已知几何目标的摄像机标定技术。该类技术通常通过棋盘格、圆点阵列、已知尺寸靶标或多组空间点与图像点的对应关系，求解摄像机内参、畸变参数和外参。该方法适合实验室、工业视觉或可控场景中的精确标定。但该类技术的不足在于：对于已经安装在道路、园区、楼宇或杆件上的固定监控摄像头，现场通常难以布设标准标定板，也难以要求普通外业人员携带专业测量设备逐台标定。因此，该类方法虽然精度较高，但现场成本高、实施条件要求高，不适合大量固定监控摄像头的低成本移动端朝向采集。

4、（2）基于道路几何、消失点或车辆轨迹的交通监控摄像机自动标定技术。交通视频分析领域已有利用车道线、车辆运动轨迹、道路边缘、消失点或三维车辆模型对监控摄像机进行自动标定的研究。但该类技术的不足在于：其依赖道路结构、车辆运动、检测模型或视频序列质量，通常需要后台算法从图像中自动提取几何线索；当监控画面中缺少明显道路结构、仅有单张参考图、存在遮挡或图像质量较差时，标定稳定性会下降。同时，该类技术重点在于图像几何推算，并未解决普通现场人员如何利用移动终端在摄像头所在地低成本采集、确认和复核摄像头朝向的问题。

5、（3）基于云台参数、ptz（pan-tilt-zoom，平移-俯仰-缩放）模型或已有安装参数的摄像机方向标定技术。 对于云台摄像机或具有姿态控制参数的摄像机，可以通过pan、tilt、zoom参数、预设安装位置或少量点对应关系推算摄像机方向。但该类技术的不足在于：其依赖道路结该类技术的不足在于：大量固定监控摄像头为固定枪机，不具备可直接读取的云台角参数；即使存在安装台账，历史记录也可能与实际安装朝向不一致。因此，该类技术难以覆盖无云台角反馈、缺少可靠安装参数的固定监控摄像头现场朝向标定需求。当监控画面中缺少明显道路结构、仅有单张参考图、存在遮挡或图像质量较差时，标定稳定性会下降。同时，该类技术重点在于图像几何推算，并未解决普通现场人员如何利用移动终端在摄像头所在地低成本采集、确认和复核摄像头朝向的问题。

6、（4）基于移动终端方向传感器的朝向采集技术。移动终端浏览器获取相关姿态角，部分浏览器还提供与指南针方向相关的扩展字段。但该类技术的不足在于：浏览器返回的普通朝向角并不必然等同于系统指南针方位角，不同操作系统、不同浏览器、不同机型对方向事件的实现可能存在差异。如果直接将移动终端的瞬时方向读数作为固定监控摄像头朝向，容易出现方向来源不可信、手机未放平、提交瞬间抖动、磁场干扰等问题，导致朝向标定结果不稳定或不可复核。

7、综上，现有技术虽然分别公开了专业摄像机标定、交通监控自动标定、ptz 摄像机标定以及移动终端方向传感器采集等方案，但仍存在以下不足：一是现场标定成本高，不适合普通人员批量实施；二是缺少将固定摄像头参考图中心方向与移动端现场拍摄方向进行对应确认的机制；三是缺少对移动端方向数据可信来源、水平姿态稳定性和提交瞬间稳定性的综合门禁；四是缺少将现场图、参考图、方向角、定位信息和质检图统一留存的闭环。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种用于移动端的固定监控设备朝向标定方法及系统。

2、一种用于移动端的固定监控设备朝向标定方法，包括以下步骤：移动端根据所述待标定摄像头的摄像头编号获取对应参考图，并根据所述参考图确定中心主方向点和辅助质检点；调用移动端后置相机，并在相机预览画面上叠加半透明参考图、中心主方向点和辅助质检点，将画面中心位置对准现实目标物，并在检测到符合预设拍摄条件时，采集得到现场图；对所述参考图与现场图进行比对确认，确认无误后，基于定位权限和方向传感器权限监听待标定摄像头方向事件，得到可信水平朝向角；基于可信水平朝向角持续采集设定时间窗口内的姿态数据，判断设定时间窗口内的姿态数据是否满足提交资格；若是，则根据满足提交资格的时间窗口建立稳定采样队列，并对其姿态数据进行去离群平均处理，得到目标水平朝向角，完成标定，并上传标定记录至服务端；服务端将所述标定记录写入数据库中，并基于所述参考图、现场图、中心主方向点和辅助质检点生成质检资产，用于对所述目标水平朝向角进行标定复核。

3、在其中一个实施例中，所述移动端根据所述待标定摄像头的摄像头编号获取对应参考图，包括：服务端预先存储有所有固定监控摄像头的参考图，且所述参考图与摄像头编号、场景状态、参考图路径和参考图哈希值进行关联；根据待标定监控摄像头获取摄像头编号，基于所述摄像头编号从服务端获取对应参考图并返回至移动端。

4、在其中一个实施例中，所述根据所述参考图确定中心主方向点和辅助质检点，包括：对所述参考图的坐标进行归一化处理，将归一化后的中心位置作为摄像头画面主视线方向对应的中心点，得到中心主方向点；根据所述参考图中的稳定目标，在所述参考图的四角位置设置辅助质检点。

5、在其中一个实施例中，所述在检测到符合预设拍摄条件时，采集得到现场图，包括：检测移动端姿态，在所述移动端处于横屏软锁状态时，基于所述参考图、中心主方向点和辅助质检点，判断中心目标是否对齐；若对齐，则表示符合预设拍摄条件，进行拍摄，采集得到现场图。

6、在其中一个实施例中，所述对所述参考图与现场图进行比对确认，包括：比对所述参考图与现场图，判断二者的中心主方向点是否压住同一现实目标物，以及二者的辅助质检点与整体画面方向是否均处于预设误差范围内；若二者的中心主方向点压住同一现实目标物，且二者的辅助质检点与整体画面方向均处于预设误差范围内，则确认现场图无误；反之，重新进行现场图采集直至现场图确认无误。

7、在其中一个实施例中，所述基于定位权限和方向传感器权限监听待标定摄像头方向事件，得到可信水平朝向角，包括：基于定位权限和方向传感器权限获取待标定摄像头的方向事件，所述方向事件包括方向来源和水平朝向角；根据所述方向来源判断所述水平朝向角的可信度，其中，在所述方向来源为指南针方向字段和绝对方向时，判定对应水平朝向角为可信水平朝向角。

8、在其中一个实施例中，所述判断设定时间窗口内的姿态数据是否满足提交资格，包括：在所述设定时间窗口内的姿态数据满足：存在可信水平朝向角、方向数据在设定时间窗口内未中断、时间窗口内样本数量达到预设最小值、偏航角或原始偏航角在时间窗口内的圆周角偏差不超过偏航角阈值、俯仰角和翻滚角的波动范围不超过预设波动阈值、移动端处于横屏状态、水平仪状态满足预设条件、当前瞬时偏航角、俯仰角和翻转角处于稳定窗口中心的设定范围内且上述稳定状态连续保持达到预设时长，则表示所述时间窗口为满足提交资格的稳定时间窗口。

9、在其中一个实施例中，所述标定记录包括：摄像头编号、标定人员信息、参考图地址、参考图、中心主方向点、辅助质检点坐标、偏航角、俯仰角、翻滚角、移动端定位经纬度、定位精度、可选海拔信息、方向来源、方向质量、稳定样本数、有效偏航角样本数、现场图、标定备注和浏览器能力信息。

10、一种用于移动端的固定监控设备朝向标定系统，用于实现如上所述的一种用于移动端的固定监控设备朝向标定方法，包括：参考图获取模块，用于移动端根据所述待标定摄像头的摄像头编号获取对应参考图，并根据所述参考图确定中心主方向点和辅助质检点；现场图采集模块，用于调用移动端后置相机，并在相机预览画面上叠加半透明参考图、中心主方向点和辅助质检点，将画面中心位置对准现实目标物，并在检测到符合预设拍摄条件时，采集得到现场图；可信朝向角获取模块，用于对所述参考图与现场图进行比对确认，确认无误后，基于定位权限和方向传感器权限监听待标定摄像头方向事件，得到可信水平朝向角；稳定窗口判断模块，用于基于可信水平朝向角持续采集设定时间窗口内的姿态数据，判断设定时间窗口内的姿态数据是否满足提交资格；标定完成模块，用于在姿态数据满足提交资格时，根据满足提交资格的时间窗口建立稳定采样队列，并对其姿态数据进行去离群平均处理，得到目标水平朝向角，完成标定，并上传标定记录至服务端；标定复核模块，用于服务端将所述标定记录写入数据库中，并基于所述参考图、现场图、中心主方向点和辅助质检点生成质检资产，用于对所述目标水平朝向角进行标定复核。

11、相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：移动端根据待标定摄像头的摄像头编号获取对应参考图，并在参考图上确定中心主方向点和辅助质检点，适用于已安装固定监控摄像头的批量低成本标定和复核；调用移动端后置相机，在相机预览画面上叠加半透明参考图、中心主方向点和辅助质检点，将画面中心位置对准现实目标物，并在符合预设拍摄条件时，采集得到现场图，与参考图进行比对确认无误后，基于定位权限和方向传感器权限监听待标定摄像头方向时间，得到可信水平朝向角，通过可信度判断提高移动端朝向数据的可信性；基于可信水平朝向角持续采集设定时间窗口内姿态数据，判断设定时间窗口内的姿态数据是否满足提交资格，若满足，则根据满足提交资格的时间窗口建立稳定采样队列，便于进行异常样本剔除和多次数据比对，并对其姿态数据进行去离群平均处理，得到目标水平朝向角，完成标定并上传标定记录至服务端，实现对标定提交瞬时稳定性的确认，提高了朝向角计算的稳定性；服务端将标定记录写入数据库中，并基于参考图、现场图、中心主方向点和辅助质检点生成质检资产，以对目标水平朝向角进行标定复核，实现对固定监控摄像头的低成本朝向标定，确保标定结果的准确性，且提高了现场使用的适应性。