[發明專利]PTZ相機的雙級視場動態多目標檢測與跟蹤系統及方法

在審

• 申請號: 202110330781.0
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113132627A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 張碧輝
• 申請（專利權）人: 張碧輝
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N7/18
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 周俊

本發明實施例公開了一種基于PTZ相機的雙級視場動態多目標檢測與跟蹤系統及方法。系統包括全局相機、局部相機及數據處理設備。系統工作時，主程序調用目標檢測程序在全局視場內檢測得到多個有效目標；主程序對其進行排序、編號，并建立有效目標隊列；針對隊列中任意一個有效目標，主程序啟動單獨進程的目標跟蹤程序、在全局視場內對其進行持續跟蹤，得到有效目標的當前位置信息，并根據當前位置信息控制局部相機獲取相應的局部視場，以實現多目標、多局部視場的并行監控。實施本發明實施例，通過有效隊列的維護，可以實現多目標、多局部視場的并行監控；同時，本發明實施例通過局部視場終止條件的設置，實現了局部視場監控目標的有序切換。

技術領域

本發明涉及飛行器對地偵察光電載荷系統或安防監控系統技術領域，具體涉及一種基于PTZ相機的雙級視場動態多目標檢測與跟蹤系統及方法。

背景技術

隨著計算機視覺技術的發展，無人機光電吊艙以及安防攝像機這類視覺監控系統普遍開始配備目標識別、目標跟蹤功能。

裝備了云臺的PTZ相機具有左右(Pan)、上下(Tilt)視角調整以及變焦(Zoom)功能，使其對移動目標能夠通過調整視向角度實現持續觀測，并且對于遠距離目標或小目標能夠通過變焦實現對細節的有效觀測。

但是如今的視覺監控裝備還不能夠較好應對較為復雜的動態多目標環境，例如飛行的無人機通過光電吊艙同時對地面多個目標進行監測，或者靜止的交通監控攝像機對某一片區域內經過的某一類車量進行逐個細節排查。

對于上述場景，視覺監控系統如果沒有配備PTZ相機，那么相機無法對動態目標的局部細節進行有效觀察；如果配備了傳統PTZ相機，那么其既不能做到多目標并行協同監控，又難以實現監控目標的有序切換。PTZ相機可以通過拉遠焦距實現細節觀察，然后再次拉近焦距實現全局觀察，通過反復上述過程傳統PTZ相機固然也可以實現不同觀測目標的切換，但是由于單相機往復變焦與目標的檢測定位都需要消耗一定的時間，上述過程將變得十分低效。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明實施例的目的在于提供一種基于PTZ相機的雙級視場動態多目標檢測與跟蹤系統及方法，以解決傳統光電載荷在動態多目標環境下難以“實現多目標并行協同監控”和“監控目標有序切換”的技術問題。

為實現上述目的，第一方面，本發明實施例提供了一種于PTZ相機的雙級視場動態多目標檢測與跟蹤系統，包括全局相機、N個(N≥1)局部相機及數據處理設備，所述局部相機為PTZ相機，所述數據處理設備內置有主程序、目標檢測程序及目標跟蹤程序；

定義所述全局相機的觀測區域為全局視場，所述局部相機的觀測區域為局部視場；

系統工作時，在所述全局視場內，通過所述目標檢測程序檢測得到多個有效目標；

所述主程序對多個有效目標進行排序、編號，并建立一個規模為N的有效目標隊列；

針對所述有效目標隊列中的第M個有效目標，所述主程序啟動單獨進程的目標跟蹤程序、在全局視場內對其進行持續跟蹤，得到第M個有效目標的當前位置信息，并根據所述當前位置信息控制第M個局部相機獲取相應的局部視場，以實現多目標、多局部視場的并行監控。

進一步地，系統工作前，對所述全局相機和局部相機進行校準，得到所述局部相機與全局相機之間的外參；所述外參包括所述局部相機在左右(Pan)、上下(Tilt)視角歸零狀態下，其與全局相機之間的相對位置、姿態參數。

進一步地，系統工作時，所述主程序結合有效目標在所述全局視場中的當前位置信息、外參及修正量，計算得到所述局部相機的視向角度，并通過相機通訊協議驅動所述局部相機完成局部視場的定位。

進一步地，當所述主程序判斷任一有效目標在局部視場中觸發終止條件時，所述主程序將該有效目標從所述有效目標隊列中刪除；