[發(fā)明專利]一種球機自動跟蹤目標的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710990901.3
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107659790A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊銀環(huán);聶嘉棟;付騰桂;柳慶祥;華建剛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集光安防科技股份有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/232;H04N5/225
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能監(jiān)控領(lǐng)域，具體是一種球機自動跟蹤目標的方法。

背景技術(shù)

智能監(jiān)控是利用計算機視覺技術(shù)對視頻信號進行處理、分析和理解，在不需要人為操作的情況下，能夠?qū)ΡO(jiān)控場景中的運動目標進行定位、變焦縮放、跟蹤、以及巡航監(jiān)控、周界、拌線、行為分析等智能處理。目前市場上自動跟蹤方法主要有：

方法一：基于槍球聯(lián)動實現(xiàn)目標跟蹤。在槍機的監(jiān)控場景中通過圖像處理和模式識別等算法將運動目標檢測出來，并獲取運動目標的位置信息，然后該位置信息經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換后控制球機轉(zhuǎn)動，將目標鎖定在球機監(jiān)控畫面的中心區(qū)域。該方法的缺點一是槍機監(jiān)控場景固定，能夠監(jiān)控的范圍有限，二是槍機和球機之間存在坐標轉(zhuǎn)換，標定過程復雜，并且對安裝精度要求較高，三是設(shè)備至少需要一個槍機和一個球機組成，導致成本增加。

方法二：為了彌補槍機監(jiān)控場景有限的缺點，市場上還存在全景相機與球機聯(lián)動實現(xiàn)自動跟蹤的方法。該方法的缺點一是全景相機和球機之間的坐標轉(zhuǎn)換復雜，安裝精度要求較高，二是成本增加。

方法三：智能跟蹤球，即基于球機實現(xiàn)自動跟蹤。該方法只需要一個球機，降低了設(shè)備成本和安裝復雜度。該方法的重點在于跟蹤算法的實現(xiàn)和對球機的控制，現(xiàn)有實現(xiàn)方式主要有一下兩種：

一種是先通過圖像處理等技術(shù)檢測到運動目標，提取目標的角點，再采用光流法對角點進行跟蹤和更新，理論上這些角點應(yīng)該主要分布在目標上面，那么可以采用質(zhì)心法或者聚類算法推算出這些角點的中心位置，該位置可近似認為是目標的位置，最后觸發(fā)球機轉(zhuǎn)動，使目標處于監(jiān)控畫面中心，從而實現(xiàn)目標跟蹤。這種方式的不足之處，一是對于對比度低的場景，背景干擾較大，真正落在目標上的角點很少，尤其是對于人體這種非剛性目標，光流法跟蹤角點的結(jié)果有時候會偏差很大。二是容易受到樹葉擺動、光照變化的影響。三是跟蹤過程中不宜變換倍率，否則更容易跟蹤失敗、或者目標位置存在較大偏差。

另一種是通過圖像處理技術(shù)檢測到運動目標，并驅(qū)動球機轉(zhuǎn)動、變倍放大目標，然后計算目標到球機的實際距離，以及目標移動速度，根據(jù)目標的速度和運動趨勢決定球機的轉(zhuǎn)動速度和方向。這種方式的主要依賴于目標的運動信息而非特征信息，因此抗干擾性較好，不足之處是由于要實時估計目標的運動速度，因此最好只在第一次檢測到目標時做一次變焦動作，在之后的跟蹤過程中不宜變換倍率，否則對目標的位置計算容易產(chǎn)生較大偏差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種球機自動跟蹤目標的方法，能夠在短時間內(nèi)檢測到目標，并驅(qū)動球機轉(zhuǎn)動，使目標處于監(jiān)控畫面的中心區(qū)域，同時會根據(jù)目標運動區(qū)域面積的大小自動調(diào)整球機攝像頭的倍率，既能及時的跟上目標運動，又能在跟蹤過程中自動調(diào)整倍率，使目標清晰地呈現(xiàn)在監(jiān)控畫面的中心區(qū)域，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種球機自動跟蹤目標的方法，在檢測階段，針對當前監(jiān)控場景進行運動物體檢測，檢測到運動物體后確定一個目標作為跟蹤對象，獲取該目標的位置信息，然后將目標的位置信息發(fā)送給球機，球機快速轉(zhuǎn)向目標，使目標處于監(jiān)控畫面的中心區(qū)域，該過程稱為檢測階段。在檢測階段，球機不做變倍的動作，因為一些運動快的目標可能會因為倍率放大而脫離監(jiān)控區(qū)域，導致目標丟失。在跟蹤階段，針對當前監(jiān)控場景進行運動物體檢測，檢測到運動物體后確定一個目標作為跟蹤對象，獲取該目標的位置信息，然后將目標的位置信息發(fā)送給球機，球機通過云臺控制快速轉(zhuǎn)向目標，使目標處于監(jiān)控畫面的中心區(qū)域，并根據(jù)目標運動區(qū)域的面積大小，在球機轉(zhuǎn)動過程自動變倍，使目標更清晰地呈現(xiàn)在監(jiān)控畫面的中心區(qū)域。

一種球機自動跟蹤目標的方法，包括檢測模塊、跟蹤模塊和控制模塊，各個模塊的具體流程如下所述：

步驟11，在當前監(jiān)控畫面中進行檢測，然后判斷是否檢測到運動物體；

步驟12，確定目標，獲取目標的位置信息；

步驟13，根據(jù)目標的位置信息，驅(qū)動球機轉(zhuǎn)向目標，使目標處于監(jiān)控畫面的中心區(qū)域；

步驟14，在當前監(jiān)控畫面中進行檢測，然后判斷是否檢測到運動物體；

步驟15，獲取目標的位置信息、目標運動區(qū)域的面積、球機的當前倍率；

步驟16，根據(jù)目標位置信息驅(qū)動球機轉(zhuǎn)動，使目標處于監(jiān)控畫面的中心區(qū)域。根據(jù)目標的運動區(qū)域面積和球機的當前倍率，確定球機新的倍率。

重復步驟14-16，實現(xiàn)目標跟蹤以及跟蹤過程中自動調(diào)整倍率。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述步驟1113稱為檢測模塊，步驟1416稱為跟蹤模塊，其中對球機轉(zhuǎn)動和變倍的操作屬于控制模塊。