[發明專利]一種基于圖像定位的攝像機自動跟蹤系統及跟蹤方法

無效

• 申請號: 201210405917.0
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN103777643A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 陶永勁
• 申請（專利權）人: 北京網動網絡科技股份有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及自動定位技術領域，尤其涉及一種基于圖像定位的攝像機自動跟蹤系統及其跟蹤方法。?

背景技術

從自動定位技術的發展階段來劃分，主要分為三個階段，第一階段是超聲波定位，第二階段是紅外線定位技術，第三個階段就是本發明所涉及的圖像定位技術。?

如附圖1所示，超聲波定位系統主要由微處理系統、無線電地址編碼發射電路、無線地址編碼觸發電路、一組超聲波發射器和超聲波接收器組成。首先由微處理機選定要觸發的發射點地址，然后啟動發射電路并開始計時，在給定時間內如接收到信號則由延遲時間可以計算出移動物體到發射點的距離，接下來開始接收下一個發射點的信號，當接收到足夠(2個點)的發射信號后，便可由移動物體到各發射點的距離計算出具體的位置坐標。?

如附圖2所示，紅外線定位技術與超聲波定位技術原理類似。紅外線定位主要由微處理系統、一組紅外線發射器、一組紅外線接收器、和紅外線觸發和接收電路組成；微機首先選定需要發射的紅外線觸發器，觸發紅外線發射器發射紅外線，此時紅外線接收電路掃描對應的紅外線接收器，如果發射器與接收器之間有物體遮擋，則部分接?收器接收不到紅外線，記下該位置中心點，繼續啟動其它紅外線發射器，檢測另外一部分接收不到紅外線的接收器，記下另外一個位置中心點，一定時間范圍內，通過2個中心點的位置即可計算出遮擋物體在空間中的位置坐標。?

但是現有技術的定位系統及其方法在一定條件下可以滿足自動跟蹤系統的要求，但存在以下幾個缺點。例如，紅外定位技術容易受到太陽、投影機等光源中的紅外線干擾；超聲波定位技術需要人體較長時間暴露在超聲波環境下，對身體有害；超聲波定位技術及紅外定位技術安裝部署復雜，對檢測環境要求比較高，部署成本也比較高。?

本發明的目的就是克服上述現有技術的缺陷，提供一種基于圖像定位的攝像機自動跟蹤系統及其跟蹤方法，完全根據所獲得的圖像進行分析，免除了外界干擾，能準確定位出移動目標的具體坐標位置，并且通過控制攝像機云臺，實現了對移動目標的自動跟蹤。?

發明內容

本發明涉及一種基于圖像定位的攝像機自動跟蹤系統，所述系統包括：?

目標定位系統，由跟蹤主機、教師定位攝像機和學生定位攝像機組成，跟蹤主機通過視頻線分別與教師定位攝像機、學生定位攝像機相連接；教師定位攝像機和學生定位攝像機采集圖像并傳送至跟蹤主機進行圖像識別，檢測目標移動，計算移動目標的坐標位置；?

自動跟蹤系統，由跟蹤主機、教師采集攝像機和學生采集攝像機組成，跟蹤主機通過云臺控制線分別與教師采集攝像機、學生采集?攝像機相連接；跟蹤主機向教師采集攝像機和學生采集攝像機發送拍攝指令；?

錄播主機系統，其通過視頻線分別與教師采集攝像機和學生采集攝像機相連接，采集視頻和其他相關數據，并進行編碼壓縮生成課件文件。?

本發明所涉及的自動跟蹤系統，所述教師定位攝像機數量設置為一臺，學生定位攝像機數量設置為兩臺。?

本發明所涉及的一種基于圖像定位的攝像機自動跟蹤方法，包括以下步驟：?

圖像識別，由教師定位攝像機和學生定位攝像機采集移動目標，并將數據傳送至跟蹤主機，采用時間差分法對移動目標進行圖像識別；?

目標定位，跟蹤主機根據教師定位攝像機和學生定位攝像機采集的數據分別對教師及學生目標進行目標定位；?

自動跟蹤，跟蹤主機根據目標定位后的定位數據，通過云臺控制線分別向教師采集攝像機和學生采集攝像機傳送云臺控制指令，例如，攝像機角度和焦距；?

課件生成，教師采集攝像機和學生采集攝像機通過視頻線將所采集的數據傳送至錄播主機，錄播主機對視頻及其他數據進行編碼壓縮，生成課件文件。?

本發明所述的自動跟蹤方法，其中所述時間差分法包括在連續的圖像序列中提取多個相鄰幀，在幀間采用基于相素的時間差分，并?用閾值化來提出運動區域的步驟。?

本發明所述的自動跟蹤方法，在對教師目標進行目標定位時，采用單目平面定位法，而在對學生目標進行目標定位時，采用雙目立體定位法。?

本發明所述的自動跟蹤方法，其中自動跟蹤的過程是通過發送位置指令給攝像機云臺來實現的，包括以下步驟：?

步驟一：通過手動控制云臺將拍攝畫面移到最左端，獲取此時云臺的左位置點，移到畫面最右端獲取云臺的右位置點，移到最近點獲取最近變焦倍數，移到最遠點獲取最遠變焦倍數，左右位置點的差即為攝像機水平移動的變化范圍，最近變焦倍數和最遠變焦倍數之差即為攝像機變焦范圍；?