GoogleEarth二次开发平台指南(4) --- 三维视频融合、视频拼接与摄像头控制

      谷歌地球不仅是三维虚拟的数字地球，通过二次开发平台，可以将几十路摄像机的实时动态图像融合到谷歌地球对应场景的地理位置中，实现三维虚拟场景与现实视频图像的完美结合。通过多视频影像在其地理位置上拼接，展现出三维全景的真实状态。并实现在三维场景中用鼠标点击哪里，摄像机镜头就对准哪里、或沿用户指定的线路巡航，无需云台配置。从而实现在谷歌地球上构建“三维场景视频智能监控平台”。

（1）三维场景视频融合和视频拼接，改变了监控人员看电视墙的孤立图像，转而观看具有三维地理空间关系的三维场景画面。解决了监控人员不能同时监视与地理位置相关的多个视频图像，尤其不需要去识别各个镜头图像的地点位置，而只需看一个三维场景页面即可一目了然。如下图。

 

传统电视墙4分屏显示效果（无视觉关联）                   4组视频拼接融合一体的全景画面

 

自动化码头视频监控电视墙                            三维场景实时监控画面（充电房室内视频与场景叠加）

（2）摄像机镜头在三维场景中的目标定位与交互控制功能解决了视频监控系统摄像机镜头的实时定位问题，实现了智能化和程序化控制镜头或对镜头目标的实时跟踪：

1）在三维场景中，用鼠标点击哪里，摄像机镜头就快速对准哪里；

2）根据鼠标点击的位置，自动寻找最近的摄像机快速对准目标；

3）实现摄像机镜头沿三维场景中的任意线路巡航（无需云台配置），以及对摄像机镜头实时定位；有效解决了如林区防火监控系统中的实时定位问题，以及区片监控路线布置问题。一台摄像机在其监控范围内，即可用鼠标点击三维场景中的目标进行定点定位，又可用线路巡航对任意形状区域或多个区域进行监视，大大提高设备利用率；

4）实现智能调控摄像机转动速度，保持全程巡航速度不变（设备利用率最优），有效解决因目标距离不同引起摄像机巡航速度变化大，造成图像识别率不稳定的问题。智能调控摄像机转动速度，保持全程巡航速度不变（设备利用率最优）。

   （3）三维场景视频融合及拼接技术满足了大区域监控用多台摄像机图像构建大场景整体实时画面的需要，解决了对大场景或区域总体状态的监控问题。摄像机镜头在三维场景中的目标定位与交互控制解决了在大场景中对局部目标的监视、跟踪和区域巡航的问题。

                      大场景中对局部目标监控（由全局到局部的监控）方案

     然而，谷歌地球二次开发以上的功能涉及大量复杂的底层开发技术和经验，但基于“谷歌地球二次开发基础平台”上开发则变得简单容易。通过该平台的“三维场景智能视频监控系统” （下载：基于三维数字地球（地理信息）开发系列）的样本实例，用以构建用户的三维场景视频监控系统。

2 视频或图片拼接方法

视频或图片在三维场景中的拼接只需使用图件的移动和旋转功能即可。以视频拼接为例：

1. 在左侧菜单中点击要拼接的视频点名称（选中时为蓝色），在三维场景中自动聚焦到该视频的动态图；
2. 在页面中间下方的“三维场景图件属性配置”栏中，点击“点击图移动图件”按钮（此时，该按钮变红色），然后用鼠标在三维场景图中点击要移动到的位置，视频图像会自动移动到用户点击的位置。可连续多次点击图中的位置，以便调整位置。也可以修改经、纬度坐标值来精确定位。
3. 当视频图像的大小或方位角度需要修改时，用户可以在“三维场景图件属性配置”栏中修改“区域参数”下方的“宽”、“高”、“方位”值，再点击“刷新图”按钮，即可改变。注意：所有修改“三维场景图件属性配置”栏中的数值（包括经、纬度、标高等），都需要点击“刷新图”按钮，才能改变图，否则不起作用。
4. 当完成视频图像移动、拼接时，必须点击“退出移动图件”按钮，使该按钮由红色变白色，才退出修改功能，否则，一旦点击三维场景图，视频点又会被移动。

                                                     视频拼接步骤

     注意：地面贴图（图片）的拼接与视频拼接方法完全相同，拼接时选择图片名称即可；

       通过以上操作方法，可以将多个视频图像拼接成一幅三维场景，实现同时缩放。例如，“集装箱码头监控”目录下的3个固定点视频图像拼接成自动化集装箱码头的一个场景。

3 连接和操控本地网络摄像机的方法

     允许用户接入海康威视产品（支持PSIA或ISAPI协议，如：性能较好的球型摄像机）的视频信号并对摄像机进行定位、定点控制和沿线路巡航控制。

   如果在用户本地局域网中，用海康的软件可连接和显示海康威视的球型摄像机图像，则可尝试接入到本系统平台。方法如下（见下图操作顺序）：

首先，记录下用海康软件登录该摄像机的IP地址、端口号及用户名、密码，按照“用户名：密码@IP地址：端口号”的格式组成字符串，如：admin:[email protected]:80。

   1) 在页面左侧菜单中点击“集装箱码头监控”目录下的“可控视频6”（注：也可选择其他可控视频点。如果是配置林区防火摄像机，建议选择“林区防火监控”目录下的“可控视频8”），此时系统没有反应，需等待30秒后，提示连接该视频点失败。然后在“连接地址”栏中输入本地摄像机的连接地址，如：admin:[email protected]:80。

                                       可控摄像机接入系统的配置步骤

   2) 点击“刷新图”按钮，如果连接成功，在可控视频窗口中立即显示出视频图像。否则，过30秒后会提示连接失败，说明连接信息有误，需要核实再试。

  3) 如果连接成功，显示出图像，则可配置该摄像机的位置，使其与三维场景中的位置一致。首先在三维场景图中找到安装该摄像机的位置，在图件属性配置栏中，点击“点击图移动图件”按钮，使其变红色，然后在三维场景图中用鼠标点击摄像机的安装位置，此时，该点的坐标自动采集到图件属性配置栏中的图件中心坐标栏目（经、纬度）中。注意:在“图件中心坐标”下方的“标高”值是指摄像机安装地点的地面海拔标高值，其右侧的“高”值是指摄像机与地面的距离，即：安装的高度。最右侧的“方位”值是指摄像机镜头安装的初始方位值，以正北方向为0度。结束坐标点采集时，必须再次点击红色的“退出移动图件”按钮，使其恢复为白色，否则没有退出坐标点采集操作，如果又点击三维场景图，摄像机安装点的坐标值又会发生变化。

   4) 摄像机的配置参数都修改完成后，必须点击“刷新图”按钮才能被系统记录下，否则不起作用。

4、摄像机控制。

   本地摄像机连接成功并且安装地点坐标配置正确后，才能使摄像机镜头与三维场景地理空间相匹配。对摄像机的控制有2种方式：定点控制（或目标定位）和沿指定线路巡航。

（1）定点控制

定点控制：在三维场景中用鼠标点击哪里，镜头就对准哪里。

操作方法：

① 首先在左侧菜单中选择配置好的本地摄像机图件名称（如：“可控视频6”），确认在可控视频框中显示了该摄像机的视频图像（说明连接成功）。

② 在可控视频点框中点击“目标定位”按钮，使其变红色，然后在三维场景图中点击目标点位置，摄像机镜头会立即对准该地点（有镜头的线框图表示），如果视频图像显示的结果与实际地点不符，很可能是摄像机安装位置的坐标配置不准确。用户可在三维场景中多次点击，镜头也随之定位。

③ 退出定点控制操作。完成定点控制时，必须点击红色的“退出定位”按钮，使其恢复为白色，结束对摄像机镜头的控制。

（2）沿指定线路巡航

功能：使摄像机镜头按指定的线路循环扫描巡航，实现对一个区域或一条路线的巡视。

操作方法：

   1） 生成线路。用户可以使用系统中已有的线路，也可以用工具栏中的画线工具，自己在三维场景中画出线路（画线操作见“添加图件”说明）。注意：用工具栏中的画线工具画出线条的图件名称都自动放在左侧菜单的最上方的“新增图件”目录中，找到新画的线路名称，点击名称并按住鼠标左键拖拽到本地摄像机名称所在的目录名称（“集装箱码头监控”目录）处松开左键。如果线路名称不放在本地摄像机名称所在的目录，将无法指定该线路。

                           生成线路图件、将线路名称移动到本地摄像机名称所在的目录中

   2）  在左侧菜单中，点击本地摄像机图件名称（“可控视频6”），确认在可控视频框中显示了该摄像机的视频图像。
  3)   选择线路名称。在可控视频点框中点击“线路:”右侧的下拉选择框，其中会列表本目录中的所有线路名称（其他目录中的线路不会显示），选中其中的线路名称即可。
   4)  点击“线路:”选择框右侧的“沿线巡航”按钮，使其变红色，此时，摄像机镜头开始沿选择的线路扫描巡航，在三维场景中有镜头线框指示当前镜头巡航的实时位置。本体验版软件为了演示报警场景，当镜头巡航到线路中的2/3处时，自动停止巡航，显示火灾报警图像。并在左侧菜单上方的“视频报警”目录中新增一个报警名称，以便查询。

       注：以上配置的本地摄像机连接和控制，当退出系统后，配置内容自动消失。如果希望保存配置信息供以后再次使用，则需要保存菜单信息并配置系统运行在本机运行模式。