一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法
2023-10-08 19:04:59 1
專利名稱：一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法
技術領域：
本發明涉及安防視頻監控技術領域，特別涉及一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法。
背景技術：
自動跟蹤技術是在智能識別的基礎上，對圖像進行差分計算，自動識別視覺範圍內目標的運動方向，並自動控制雲臺對移動目標進行跟蹤目標在進入智能高速球的範圍到離開的這段時間內，通過所配置的高清晰自動變焦鏡頭，使所有動作都被清晰地傳送到監控中心。而一旦某個區域發生報警時，其它相關的智能高速球將自動旋轉到報警點開始追蹤，保證監控圖像能夠記錄目標物體的移動全過程。而傳統的自動跟蹤系統是通過對視頻信號進行分析，再執行跟蹤，這類系統只能對某一個方位或者兩個方位進行跟蹤，無法做到全方位的跟蹤，而且當環境照度很低的時候，視頻效果很差，無法進行視頻分析，使得這類跟蹤系統也失去了跟蹤的意義。因而現有的全方位監控技術還有待改進和提高。
發明內容
鑑於上述現有技術的不足之處，本發明的目的在於提供一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法，能全方位對人體進行跟蹤。為了達到上述目的，本發明採取了以下技術方案
一種自動跟蹤系統，其包括用於採集視頻圖像的紅外高速球和用於顯示跟蹤結果的圖像顯示裝置，其中，還包括
至少兩個探測器，均勻裝設在紅外高速球的頂部，將紅外高速球的圖像採集區域分成至少四個探測區域；
信號處理模塊，分別與所述探測器和圖像顯示裝置連接，用於根據探測器獲取的紅外線信號，調用相應區域的掃描指令，得出跟蹤結果並在圖像顯示裝置中顯示；其中，當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用相應區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像。所述的自動跟蹤系統，其中，還包括第一放大電路；所述第一放大電路包括三極體和第一電阻，所述三極體的基極通過第一電容與探測器連接，集電極通過第一電阻與所述信號處理模塊連接，發射極接地。所述的自動跟蹤系統，其中，還包括第二放大電路，所述第二放大電路包括運算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第二電容和第三電容；
運算放大器的正向輸入端依次通過第二電阻、第二電容和第五電阻與三極體的基極連接，所述運算放大器的反向輸入端通過第三電阻接地，該運算放大器的反向輸入端還通過第四電阻與運算放大器的輸出端連接，所述運算放大器的輸出端連接信號處理模塊；所述第三電容並聯在第四電阻的兩端。所述的自動跟蹤系統，其中，所述探測器包括熱釋電傳感器、菲涅爾透鏡和濾光片；所述濾光片位於熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡之間，且菲涅爾透鏡位於熱釋電傳感器的
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目丨J萬。所述的自動跟蹤系統，其中，探測器為6個，所述探測區域相應為12個。所述的自動跟蹤系統，其中，所述濾光片為能通過波長範圍為7-lOum的濾光片。一種採用自動跟蹤系統實現自動跟蹤的方法，其中，包括
A、由紅外高速球採集其探測區域的視頻圖像；
B、由探測器感應其探測區域內是否有人體的紅外線出現；如果是，則執行步驟C，否則執行步驟A ；
C、由信號處理模塊根據探測器獲取的紅外線信號，調用相應區域的掃描指令，得出跟蹤結果並在圖像顯示裝置中顯示；其中，所述步驟C具體包括當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用相應區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像。所述自動跟蹤系統實現自動跟蹤的方法，其中，在步驟C之前，所述方法進一步包括
Cl、通過第一放大電路將探測器感應的人體紅外線信號進行放大。所述自動跟蹤系統實現自動跟蹤的方法，其中，在步驟Cl之後，所述方法進一步包括
C2、通過第二放大電路將第一放大電路放大後的人體紅外線信號再次放大。本發明提供的一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法，其系統包括至少兩個探測器，並且將紅外高速球的圖像採集區域分成至少四個探測區域，當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用相應區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像，從而實現了全方位對人體進行跟蹤。本發明實施例提供的自動跟蹤系統及其方法採用了六個探測器，能夠全方位的感應其探測區域內的人體紅外線，使人體跟蹤不受圖像清晰度的影響。並且，該自動跟蹤系統採用了兩級放大電路，對探測器感應的人體的紅外線信號進行放大，提高了探測器的探測精度，擴大了該自動跟蹤系統的監控範圍。
圖1為本發明實施例提供的自動跟蹤系統結構框圖。圖2為本發明實施例提供的自動跟蹤系統的電路原理圖。圖3為本發明實施例提供的探測器和探測區域的分布示意圖。圖4為本發明實施例提供的自動跟蹤系統的自動跟蹤方法流程圖。
具體實施例方式本發明提供一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法，其系統為一種用於全方位跟蹤人體的自動跟蹤系統。為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請參閱圖1和圖2，本發明實施提供的自動跟蹤系統包括紅外高速球(圖中未標出)、探測器110、信號處理模塊120和圖像顯示裝置130。其中，所述紅外高速球與圖像顯示裝置130連接，用於採集其探測區域內的視頻圖像。所述探測器110至少為兩個，均勻裝設在紅外高速球的頂部，將紅外高速球的圖像採集區域分成至少四個探測區域。其中，所述探測器110用於感應其探測區域內出現的人體的紅外線，並將其感應的人體紅外線信號發送給信號處理模塊120。所述信號處理模塊120分別與探測器110和圖像顯示裝置130連接，用於根據探測器110獲取的紅外線信號，調用相應區域的掃描指令，控制紅外高速球轉動，得出跟蹤結果並在圖像顯示裝置130中顯示，從而實現全方位跟蹤。其中，所述信號處理模塊的具體處理方式為當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊120調用相應區域的掃描指令，並控制球體轉動進行監控錄像，當兩個探測區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊120調用這兩個區域的掃描指令，並控制球體轉動進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊120用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像
本實施例中，所述探測器110為6個，並且這6個探測器連成一個環狀，套設在紅外高速球的頂部，並均勻分布在一個水平面上。即，相鄰兩顆探測器110之間的間隔角度60度， 並將高速球的圖像採集區域分成12個探測區域，且每個探測區域為30度，如圖3所示。並且，這6顆探測感應器通過電路與信號處理模塊120連接，受信號處理模塊120 的控制。其中，所述信號處理模塊120為具有8個AD採樣埠(模數轉換埠)的單片機， 通過其串口發送指令通過型號為MAX485晶片轉化成485控制信號，控制高速球轉動，從而實現全方位跟蹤。當然在其實實施例中，所述探測器110還可以設置其它數量，譬如，4個、5個、8個等，其具體數量可根據單片機的AD採樣埠其軟體算法確定，只要能實現多個區域的監測，進行全方位跟蹤即可。請繼續參閱圖1和圖2，本發明實施例提供的自動跟蹤系統還包括第一放大電路 140，所述第一放大電路140包括三極體VT1、第一電阻Rl和第五電阻R5。所述三極體VTl 的基極通過第一電容與探測器110連接，集電極通過第一電阻Rl與所述信號處理模塊120 連接，發射極接地。所述第一放大電路140由三極體VT1、第一電阻Rl和第五電阻R5組成的單管共射放大電路，探測器110輸出的信號經過第一電容耦合送到三極體VTl的基極，通過三極體 VTl將紅外線信號放大。請再次參閱圖1和圖2，本發明實施例提供的自動跟蹤系統還包括第二放大電路 150，所述第二放大電路150包括運算放大器LC2A、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第二電容C2和第三電容C3。所述運算放大器LC2A的正向輸入端依次通過第二電阻R2、第二電容C2和第五電阻R5與三極體VTl的基極連接，所述運算放大器LC2A的反向輸入端通過第三電阻R3接地，該運算放大器LC2A的反向輸入端還通過第四電阻R4與其輸出端連接，所述運算放大器 LC2A的輸出端連接信號處理模塊120。並且所述第三電容C3並聯在第四電阻R4的兩端。 所述運算放大器LC2A的輸出端還與信號處理模塊120的AD採樣埠連接。其中，所述第二放大電路由運算放大器LC2A、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻 R4、第二電容C2和第三電容C3組成的同和比例運算放大電路。該第二放大電路具有共模輸入電壓高、輸入電阻高和輸出電阻低等特點。所述自動跟蹤系統採用這兩級放大電路後，可將探測器110採集的信號放大70分貝以上，從而就可以測出1(Γ20米範圍內人的行動，擴大了自動跟蹤系統的監控範圍。本發明實施例提供例自動跟蹤系統，其探測器110包括熱釋電傳感器(圖中未出示)、菲涅爾透鏡(圖中未出示)和濾光片(圖中未出示)。所述濾光片位於熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡之間，且菲涅爾透鏡位於熱釋電傳感器的前方。以下對本發明採用的探測器進行詳細介紹
熱釋電傳感器(RE200B)主要是由一種高熱電係數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、 硫酸三甘鈦等製成尺寸為^lmrn的探測元件。在具體實施時，在每個探測器內裝入兩個探測元件，並將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由於自身溫度升高而產生的幹擾(如圖2 所示)。由探測元件將探測並接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經裝在探頭內的場效應管放大後向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料製成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，製成一種具有光學系統的透鏡，它和放大電路相配合使用。所述菲涅爾透鏡利用透鏡的光學原理，在探測器前方產生一個交替變化的「盲區」 和「高靈敏區」，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發出的紅外線就不斷地交替從「盲區」進入「高靈敏區」，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈衝形式輸入，從而增強其能量幅度。由於人體輻射的紅外線中心波長為iTlOum (微米)，而探測元件的波長靈敏度在 0.2 20um範圍內幾乎穩定不變。為了濾除其它幹擾，所述濾光片採用能通過波長範圍為 7-10um的濾光片。該濾光片能使人體的紅外線通過，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用於探測人體輻射的紅外線傳感器(即探測器)。基於，上述的自動跟蹤系統本發明實施例還對應提供一種該自動跟蹤系統實現自動跟蹤的方法，請參閱圖4，所述的方法包括
S110、由紅外高速球採集其探測區域的視頻圖像；
S120、由探測器感應其探測區域內是否有人體的紅外線出現；如果是，則執行步驟 S130，否則執行步驟SllO ；
S130、由信號處理模塊根據探測器獲取的紅外線信號，調用相應區域的掃描指令，得出跟蹤結果並在圖像顯示裝置中顯示。其中，步驟S130具體包括當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用相應區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時， 信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像。其中，在步驟S130之前，由探測器感應的紅外線信號先通過第一放大電路將探測器感應的人體紅外線信號進行放大；然後通過第二放大電路將第一放大電路放大後的人體紅外線信號再次放大，從而擴大了自動跟蹤系統的監控範圍。以下以紅外高速球上裝設6個探測器為一應用實施例對本發明的自動跟蹤系統和方法進行詳細說明
單片機通過AD採樣過來的數據進行分析判斷哪個區域有人體紅外輻射。當有人體出現在探測區域1時，探測器1將會檢測到人體的紅外線信號，經單片機分析發送出調用設置好位置1的指令，通過485總線控制紅外高速球的球體轉動進行監控錄像；當有人出現在探測區域2時，探測器1和探測器2將會同時檢測到人體的紅外線信號，經單片機分析發送出調用設置好位置2的指令，進行監控錄像。以此類推，每個探測區域對應有相應的預置好位置。當同時有兩個探測區域的探測器都檢測到人體紅外線信號存在時，經單片機分析將發出調用這兩個區域掃描的指令，通過485總線控制球體轉動。當同時有兩個以上探測區域的探測器檢測到人體紅外線信號時，單片機將分析調用兩個相距最遠的距離的兩區域之間的掃描，並且途徑這兩個探測區域中間的探測區域。可見本實施例只需依賴於6個探測器，其跟蹤不受環境照度的影響，同時也不受圖像的清晰度的影響，實現了全方位跟蹤，它改變了傳統通過視頻分析再進行跟蹤的方式。綜上所述，本發明提供的一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法，其系統包括至少兩個探測器，並且將紅外高速球的圖像採集區域分成至少四個探測區域，當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用相應區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像，從而實現了全方位對人體進行跟蹤。本發明實施例提供的自動跟蹤系統及其方法採用了六個探測器，能夠全方位的感應其探測區域內的人體紅外線，使人體跟蹤不受圖像清晰度的影響。並且，該自動跟蹤系統採用了兩級放大電路，對探測器感應的人體的紅外線信號進行放大，提高了探測器的探測精度，擴大了該自動跟蹤系統的監控範圍。可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，譬如探測的數量及探測區域的劃分方式等，而所有這些改變或替換都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種自動跟蹤系統，其包括用於採集視頻圖像的紅外高速球和用於顯示跟蹤結果的圖像顯示裝置，其特徵在於，還包括至少兩個探測器，均勻裝設在紅外高速球的頂部，將紅外高速球的圖像採集區域分成至少四個探測區域；信號處理模塊，分別與所述探測器和圖像顯示裝置連接，用於根據探測器獲取的紅外線信號，調用相應區域的掃描指令，得出跟蹤結果並在圖像顯示裝置中顯示；其中，當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用相應區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像。
2.根據權利要求1所述的自動跟蹤系統，其特徵在於，還包括第一放大電路；所述第一放大電路包括三極體和第一電阻，所述三極體的基極通過第一電容與探測器連接，集電極通過第一電阻與所述信號處理模塊連接，發射極接地。
3.根據權利要求2所述的自動跟蹤系統，其特徵在於，還包括第二放大電路，所述第二放大電路包括運算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第二電容和第三電容；運算放大器的正向輸入端依次通過第二電阻、第二電容和第五電阻與三極體的基極連接，所述運算放大器的反向輸入端通過第三電阻接地，該運算放大器的反向輸入端還通過第四電阻與運算放大器的輸出端連接，所述運算放大器的輸出端連接信號處理模塊；所述第三電容並聯在第四電阻的兩端。
4.根據權利要求1所述的自動跟蹤系統，其特徵在於，所述探測器包括熱釋電傳感器、 菲涅爾透鏡和濾光片；所述濾光片位於熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡之間，且菲涅爾透鏡位於熱釋電傳感器的前方。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的自動跟蹤系統，其特徵在於，探測器為6個，所述探測區域相應為12個。
6.根據權利要求4所述的自動跟蹤系統，其特徵在於，所述濾光片為能通過波長範圍為7-10um的濾光片。
7.一種採用權利要求1所述自動跟蹤系統實現自動跟蹤的方法，其特徵在於，包括A、由紅外高速球採集其探測區域的視頻圖像；B、由探測器感應其探測區域內是否有人體的紅外線出現；如果是，則執行步驟C，否則執行步驟A ；C、由信號處理模塊根據探測器獲取的紅外線信號，調用相應區域的掃描指令，得出跟蹤結果並在圖像顯示裝置中顯示；其中，所述步驟C具體包括當一個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用相應區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像。
8.根據權利要求7所述自動跟蹤系統實現自動跟蹤的方法，其特徵在於，在步驟C之前，所述方法進一步包括Cl、通過第一放大電路將探測器感應的人體紅外線信號進行放大。
9.根據權利要求8所述自動跟蹤系統實現自動跟蹤的方法，其特徵在於，在步驟Cl之後，所述方法進一步包括C2、通過第二放大電路將第一放大電路放大後的人體紅外線信號再次放大。
全文摘要
本發明公開了一種自動跟蹤系統及其實現自動跟蹤的方法，其系統包括紅外高速球和圖像顯示裝置，其中，還包括至少兩個探測器，均勻裝設在紅外高速球的頂部，將紅外高速球的圖像採集區域分成至少四個探測區域；信號處理模塊，分別與所述探測器和圖像顯示裝置連接，用於根據探測器獲取的紅外線信號，調用相應區域的掃描指令，得出跟蹤結果並在圖像顯示裝置中顯示。當兩個探測區域檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用這兩個區域的掃描指令進行監控錄像，當兩個以上的區域同時檢測有人體的紅外線時，信號處理模塊用於調用最遠兩個區域及這兩個區域之間區域的掃描指令，進行監控錄像，從而實現了全方位對人體進行跟蹤。
文檔編號H04N7/18GK102256107SQ20111000933
公開日2011年11月23日 申請日期2011年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者莊敏, 鹿鵬 申請人:深圳市保千裡電子有限公司