(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201911196358.5
(22)申请日 2019.11.29
(65)同一申请的已公布的文献号
申请公布号 CN 111147830 A
(43)申请公布日 2020.05.12
(73)专利权人 中国航空工业集团公司洛阳电光
设备研究所
地址 471099 河南省洛阳市凯旋西路25号
(72)发明人 庞文青 王增光 王智伟
(74)专利代理机构 西北工业大学专利中心
61204
代理人 王鲜凯
(51)Int.Cl.
H04N 9/04(2006.01)
H04N 5/232(2006.01)
H04N 5/445(2011.01)审查员 吴琳 (54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种实时视频与GIS融合的实现
方法，通过具备目标定位功能的光电吊舱获取实
时视频与metadata数据(包含光电吊舱航向角、 方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经
纬高、图像中心经纬高、GPS时间)；(2)使用图像 寸、分辨率参数进行实时视频帧图像的四角经纬
度、高度的计算；(3)使用实时视频帧图像及计算
得到的四角经纬度、高度，实现实时视频到GIS平
面视图的异形转换；(4)使用GIS SDK的overlay
实现视频图像到地图的叠加与自动缩放。在实用
中简化森林防火、警用指挥中现有操作手段的复
杂性，
提高观测精度。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 111147830 B 2022.01.28
C N 111147830
B
1.一种实时视频与GIS融合的实现方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：通过具备目标定位功能的光电吊舱拍摄实时视频和获取metadata数据；
步骤2：以视频采集卡对实时视频采集，得到视频图像YV12数据；通过RS422接口接收图像中心经纬度、高度和焦距数据；所述metadata数据包括光电吊舱航向角、方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经纬高、图像中心经纬高和GPS时间；
步骤3：截取一帧视频图像，将视频YV12颜空间转换BGR24颜空间；
同时解析metadata数据：顺序拼接接收到的metadata数据，按照源端的协议解析metadata数据，得到光电吊舱航向角、方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经纬高、图像中心经纬高、GPS时间；
步骤4：根据光电吊舱航向角、传感器视场角、图像中心经纬度信息，计算图像四角经纬度；
步骤5：根据图像四角经纬度信息计算图像四边的边长，将四边边长数据以及BGR24图
像输入图像处理插件，
得到异形转换后的图像；步骤6：建立GIS的overlay图层，根据四角经纬度信息将异形转换后的图像叠加到GIS 中，在GIS的overlay图层上同时看到实时视频图像。
2.根据权利要求1所述实时视频与GIS融合的实现方法，其特征在于：所述图像处理插件采用Magick.NET。
权 利 要 求 书1/1页CN 111147830 B
一种实时视频与GIS融合的实现方法
技术领域
[0001]本发明属于图像处理技术领域，涉及一种实时视频与GIS融合的实现方法，主要解决实时视频到GIS平面视图的映射、叠加、自动缩放等问题，用于森林防火与城市安全管理技术领域。
背景技术
[0002]通过实时视频辅助增强地图，在森林防火巡逻、警航追捕逃犯、现场指挥交通、大型活动安保等场景中具有重要意义。
[0003]目前在森林防火巡逻中，观察员在飞行中发现火场后，通过参考标志物以目测的方式估算火场的地理坐标，将火场信息输入到手持PAD中的地图中做记录，并使用照相机或摄像机完成火场取证。现实的观察手段存在飞行中由于飞机振动会导致图像发虚或视频抖动，由于透过飞机窗口玻璃导致图像或视频存在反光，而且人工估算火场坐标存在精度较差、手动输入坐标操作复杂等问题。
[0004]实时视频与GIS融合的实现方法结合了计算机编程、图像处理、人机交互等技术。通过显示器、鼠标等交互设备，利用颜空间转换、图像变形、信息叠加等手段实现增强交互、简化操作的一种技术，实现高效、直观的交互操作。
[0005]因此，实时视频与GIS融合的技术，可以实现在森林防火、警用指挥中简化操作复杂性，提高观测精度。
发明内容
[0006]要解决的技术问题
[0007]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种实时视频与GIS融合的实现方法，在简化森林防火、警用指挥中现有操作手段的复杂性，提高观测精度。
[0008]技术方案
[0009]一种实时视频与GIS融合的实现方法，其特征在于步骤如下：
[0010]步骤1：通过具备目标定位功能的光电吊舱拍摄实时视频和获取metadata数据；[0011]步骤2：以视频采集卡对实时视频采集，得到视频图像YV12数据；通过RS422接口接收图像中心经纬度、高度和焦距数据；所述metadata数据包括光电吊舱航向角、方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经纬高、图像中心经纬高和GPS时间；
[0012]步骤3：截取一帧视频图像，将视频YV12颜空间转换BGR24颜空间；
[0013]同时解析metadata数据：顺序拼接接收到的metadata数据，按照源端的协议解析metadata数据，得到光电吊舱航向角、方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经纬高、图像中心经纬高、GPS时间；
[0014]步骤4：根据光电吊舱航向角、传感器视场角、图像中心点经纬度信息，计算图像四角经纬度；
[0015]步骤5：根据图像四角经纬度信息计算图像四边的边长，将四边边长数据以及
BGR24图像输入图像处理插件，得到异形转换后的图像；
[0016]步骤6：建立GIS的overlay图层，根据四角经纬度信息将变换后的图像叠加到GIS 中，在GIS的overlay图层上同时看到实时视频图像。
[0017]所述图像处理插件采用Magick.NET。
[0018]有益效果
[0019]本发明提出的一种实时视频与GIS融合的实现方法，通过具备目标定位功能的光电吊舱获取实时视频与metadata数据(包含光电吊舱航向角、方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经纬高、图像中心经纬高、GPS时间)；(2)使用图像中心经纬度、高度数据结合电视传感器的像元尺寸、分辨率参数进行实时视频帧图像的四角经纬度、高度的计算；
(3)使用实时视频帧图像及计算得到的四角经纬度、高度，实现实时视频到GIS平面视图的异形转换；(4)使用GIS SDK的overlay实现视频图像到地图的叠加与自动缩放。
附图说明
[0020]图1为本发明一种实时视频与GIS融合实现方法的流程图；
[0021]图2为本发明一种实时视频与GIS融合实现方法的实施例。
具体实施方式
[0022]现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
[0023]本发明的思路为：首先光电吊舱的实时视频和metadata数据采集，然后通过视频帧提取、颜空间转换、metadata数据解析、异形图像转换、GIS叠加、根据用户输入，完成最终融合视图的显示。
[0024]请参阅图1，为本发明一种实时视频与GIS融合实现方法的流程图。通过以下几个步骤来实现：
[0025]步骤1：通过具备目标定位功能的光电吊舱拍摄实时视频和获取metadata数据；[0026]步骤2：以视频采集卡对实时视频采集，得到视频图像YV12数据；通过RS422接口接收图像中心经纬度、高度和焦距数据；所述metadata数据包括光电吊舱航向角、方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经纬高、图像中心经纬高和GPS时间；
[0027]步骤3：截取一帧视频图像，将视频YV12颜空间转换BGR24颜空间；
[0028]同时解析metadata数据：顺序拼接接收到的metadata数据，按照源端的协议解析metadata数据，
得到光电吊舱航向角、方位角、俯仰角、横滚角、传感器视场角、本机经纬高、图像中心经纬高、GPS时间；
[0029]步骤4：根据光电吊舱航向角、传感器视场角、图像中心点经纬度信息，计算图像四角经纬度；
[0030]步骤5：根据图像四角经纬度信息计算图像四边的边长，将四边边长数据以及BGR24图像输入图像处理插件Magick.NET，得到异形转换后的图像；
[0031]步骤6：建立GIS的overlay图层，根据四角经纬度信息将变换后的图像叠加到GIS 中，在GIS的overlay图层上同时看到实时视频图像。
[0032]首先执行步骤1，通过具备目标定位功能的光电吊舱采集视频、图像中心经纬度、高度和焦距数据。执行步骤2，通过视频采集卡完成实时视频采集，得到视频图像YV12数据、
通过RS422接口接收图像中心经纬度、高度和焦距数据。执行步骤3，截取一帧视频图像，同时解析metadata数据。执行步骤4，计算图像中心及四角经纬度信息。执行步骤5，根据计算结果计算图像四边边长，将图像拉伸进行异形变换。执行步骤6，将变换后的图像叠加到GIS 的overlay中。
[0033]然后用户通过拖拽、缩放等操作可以观察目标位置的实时视频影像。
[0034]请参阅图2，为本发明一种实时视频与GIS融合实现方法的最终使用的示例图。[0035]使用方式：(1)使用具备目标定位功能的光电吊舱采集视频和metadata数据；(2)在PC控制端运行根据本发明方法编制的运行程序；(3)通过采集卡和RS422端口完成目标图像与metadata数据采集；(4)本发明方法编制的运行程序通过自动解析、转换、叠加，将最终融合图像显示给用户；(5)用户可以通过截图、存储等操作完成所需数据的保存和下载。[0036]通过本实施例，完成了视频及地理信息数据的采集、解析、显示及存储，为执行任务提供了更为简洁、直观的技术手段，为任务备案提供了数据之源，可以有效提高森林防火巡检的直观性和警用数据的采集。
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