[發明專利]一種云臺自動平滑跟蹤目標的方法

無效

• 申請號: 201110086893.2
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102143324A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 張羽
• 申請（專利權）人: 天津市亞安科技電子有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N7/18
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于安防監控領域，尤其是一種云臺自動平滑跟蹤目標的方法。

背景技術

目前，云臺攝像機是監控領域中使用最為普遍的監控前端設備之一。監控人員可以手動控制云臺攝像機進行旋轉和縮放，以實現對監控景物和監控對象的觀察。隨著智能視頻分析技術的發展，具有智能功能的監控設備越來越受到用戶的喜愛，例如，帶有自動跟蹤目標功能的監控設備可通過對攝像機攝取進來的視頻圖像進行智能視頻分析，發現并找到運動目標所在的位置，控制監控設備旋轉和縮放以實現對運動目標的自動跟蹤功能。這種自動跟蹤方式可以實現運動目標在整個監控場景的活動情況的拍攝，較手動跟蹤方式具有更高的準確度，并可以解除監控人員時刻在崗的煩惱，是未來監控市場的重要發展趨勢之一。

實現云臺對運動目標進行自動跟蹤功能的一般方法是：首先獲取運動目標所在的位置，然后控制云臺攝像機進行旋轉和縮放實現對目標的自動跟蹤。目前，對于獲取運動目標所在位置的方法較多，例如可通過視頻分析或者通過運動目標掛載衛星定位追蹤設備回傳位置信息等方法實現，但是，如何控制云臺攝像機進行旋轉和縮放以實現對運動目標的自動跟蹤功能是關鍵技術，控制方法不當將直接導致目標自動跟蹤失敗。目前，實現控制云臺自動跟蹤目標的方法可通過控制云臺直接轉動到目標所在位置的方法實現，待目標要脫離監控視野時再控制云臺轉動使目標居于圖像中心，以保證運動目標始終在監控視野范圍內。但是，該方法不能保證運動目標始終在監控視野的中心范圍內，并需要對運動目標是否要脫離監控視野判斷準確，否則容易丟失目標；當目標快速運動時，需要在較小時間間隔下連續控制云臺轉動，使監控畫面一動一靜，視覺效果不好，也不利于對運動目標的良好觀察。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種跟蹤精度高、跟蹤迅速且實時性強的一種云臺自動平滑跟蹤目標的方法。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種云臺自動平滑跟蹤目標的方法，包括以下步驟：

(1)獲取目標位置信息和云臺狀態信息，并進行實時更新；

(2)根據目標位置信息和云臺狀態信息，計算云臺跟蹤運動目標的實際轉速和方向；

(3)根據云臺跟蹤運動目標的實際轉速和方向，控制云臺旋轉以跟蹤運動目標；

步驟(2)計算云臺跟蹤運動目標的實際轉速和方向的方法為：首先計算目標相對于云臺運動的角速度和方向，然后根據云臺當前實際的旋轉角度與使目標居于圖像中心的理論旋轉角度的偏差，對目標相對于云臺運動的角速度和方向進行修正，得到云臺跟蹤運動目標的實際轉速和方向。

而且，所述運動目標位置信息是通過視頻分析方法獲取或通過運動目標掛載衛星跟蹤定位設備回傳位置信息方法獲取的。

而且，所述計算目標相對于云臺運動的角速度和方向是根據不同時刻獲取到的目標位置信息得到的，其計算公式為：

水平方向角速度w1：

垂直方向角速度w2：

式中：α1和β1分別代表前一時刻t1的水平旋轉角度和垂直旋轉角度，α2和β2分別當前時刻t2的水平旋轉角度和垂直旋轉角度，Δt1代表從t1時刻到t2時刻所經歷的時間。

而且，所述對目標相對于云臺運動的角速度和方向進行修正的方法為：當云臺超前于目標運行時，云臺運動的角速度和方向修正為：水平方向的角速度為垂直方向的角速度為當云臺落后于目標運行時，云臺運動的角速度和方向修正為：水平方向的角速度為垂直方向的角速度為式中：w1和w2分別為目標相對于云臺在水平方向和垂直方向運動的角速度，和分別代表云臺角速度在水平方向和垂直方向的變化量。

而且，所述云臺角速度的在水平方向和垂直方向的變化量和的計算公式為：

式中：

γ1和θ1分別代表云臺實際的水平旋轉角度和垂直旋轉角度，γ2和θ2分別代表云臺理論水平旋轉角度和垂直旋轉角度，Δt2代表追趕上運動目標的時間間隔。