一種利用快球跟蹤系統實現監控的方法及裝置的製作方法

2023-12-11 17:56:47

專利名稱：一種利用快球跟蹤系統實現監控的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及監控技術領域，特別涉及一種利用快球跟蹤系統實現監控的方法及裝置。
背景技術：
隨著人工智慧技術和計算機技術的進一步發展以及人類對「安全感」需求增長，能 夠擴大人類的視力範圍，代替或部分代替人類進行監視活動的智能化監視系統越來越受到 廣泛關注。智能化視頻監視系統是利用計算機圖像處理技術對攝像機採集的視頻信號進行 分析、理解並以此為基礎，對視頻監視系統進行控制，從而使其具有像人腦的智能。智能視 頻監視系統主要完成如下功能1)運用計算機視覺技術自動檢測可疑目標(運動目標或預 定目標)；2)對可疑目標的行為活動進行分析、理解和預測；3)報警，存儲；4)跟蹤可疑目 標；5)實時視頻顯示和有關信息快速查詢。現有存在許多數字監控系統，快球跟蹤系統是其中之一。快球跟蹤系統是集光學、 電子、機械、信息處理和網絡於一體，由攝像頭、動力傳動、運動控制裝置，基於高速並行處 理的圖像分析、識別、壓縮和通信等部分組成。具有視頻攝像、位置控制、方位和鏡頭預置、 運動目標檢測、識別和跟蹤等功能。目前的快球跟蹤系統存在以下幾個問題1)運動不連續，在跟蹤過程中採用目標分步移到中心的方法。因此造成畫面不連 續，影響視覺效果。2)圖像的顯示倍率不合理，導致目標信息不豐富，目標容易丟失。3)球機行為分析檢測場景單一，並沒有充分發揮球機無盲區監控的優勢。

發明內容
本發明實施例提供一種利用快球跟蹤系統實現監控的方法及裝置，使監控畫面連 續、平穩的運動。本發明實施例提供了一種利用快球跟蹤系統實現監控的方法，包括初始化操作結束，檢測到被監控目標後，以預設幀率獲取被監控目標的每幀PT值；將最新PT值與前一 PT值進行差分，按照差分結果控制球機運行。其中，所述獲取被監控目標的PT值的步驟包括獲取所述被監控目標在當前幀時在圖像中的位置信息；將所述位置信息轉換為歸一化坐標；將所述歸一化坐標轉換為PT值。其中，所述將最新PT值與前一 PT值進行差分，按照差分結果控制球機運行的步驟 包括i)根據差分結果判斷目標運動方向與球機當前方向是否相同，若相同，則執行步驟ii)，若不同，則執行步驟Vi)；ii)根據差分結果判斷目標運動速度是否大於球機當前速度，若是，則執行步驟土士士)，否則，執行步驟")；iii)控制球機加速，然後執行步驟V)；iv)控制球機減速，然後執行步驟ν)；ν)判斷目標運動速度是否等於球機當前速度，若是，則停止結束，否則，執行步驟 ii)；vi)控制球機減速，然後執行步驟vii)；vii)判斷球機當前速度是否等於0，若是，則執行步驟viii)，否則，再次執行步驟 vi)；viii)將球機方向轉換到與目標運動方向相同的方向，然後執行步驟ii)。其中，所述初始化操作中包括倍率係數標定；所述倍率係數為C = Z0^sinT0,其中，Z0表示標定場景的實際倍率，T0表示標定場景的垂直角度。其中，所述方法還包括根據反饋的目標位置ΔΥ，動態調整當前幀需要設置的倍 率Z1,其中，Z1 = f ( Δ Y) *ZrefZref = CMnT1其中，f(AY)為反饋的目標位置信息的動態倍率係數調整函數；ΔΥ為歸一化後 的平面坐標系上Y軸方向的坐標位置與中心點的差值，Zref為根據倍率係數計算的當前位 置的參考倍率，Tl表示跟蹤時當前幀的垂直角度，C表示倍率係數。其中，在初始化操作前，還包括a)調用場景編號η所對應的場景信息；b)判斷所述場景編號所對應的場景有效後，再執行初始化操作；所述方法還包括c)在監測被監控目標時，開始計時，d)判斷當前計時時間是否達到預設的時間，若未到達，則繼續當前場景的監控，若 到達，則執行步驟e)；e)調用下一場景編號n+1所對應的場景信息；f)判斷所述下一場景編號n+1是否為有效的場景編號，若是，則執行步驟b)，否則 執行步驟a)。本發明實施例還提供了一種利用快球跟蹤系統實現監控的裝置，包括檢測單元，用於初始化操作結束後，檢測到被監控目標；位置獲取單元，用於以預設幀率獲取被監控目標的每幀PT值；控制單元，用於將最新PT值與前一 PT值進行差分，按照差分結果控制球機運行。其中，所述控制單元包括方向判斷子單元，用於根據差分結果判斷目標運動方向與球機當前方向是否相 同，若相同，則通知第一速度判斷子單元，若不同，則通知第二減速子單元；第一速度判斷子單元，用於根據差分結果判斷目標運動速度是否大於球機當前速度，若是，則通知加速子單元，否則，通知第一減速子單元；加速子單元，用於控制球機加速，然後通知第二速度判斷子單元；第一減速子單元，用於控制球機減速，然後第二速度判斷子單元； 第二速度判斷子單元，用於判斷目標運動速度是否等於球機當前速度，若是，則停 止結束，否則，通知第一速度判斷子單元；第二減速子單元，用於控制球機減速，然後通知第三速度判斷子單元；第三速度判斷子單元，用於判斷球機當前速度是否等於0，若是，則通知換向子單 元，否則，再次通知第二減速子單元；換向子單元，用於將球機方向轉換到與目標運動方向相同的方向，然後通知第一 速度判斷子單元。其中，所述初始化操作中包括倍率係數標定；所述倍率係數為C = Z0^sinT0,其中，Z0表示標定場景的實際倍率，T0表示標定場景的垂直角度；所述裝置還包括倍率調整單元，用於根據反饋的目標位置Δ Y，動態調整當前幀需要設置的倍率 Z1,其中，Z1 = f ( Δ Y) *ZrefZref = (VsinT1其中，f(AY)為反饋的目標位置信息的動態倍率係數調整函數；ΔΥ為歸一化後 的平面坐標系上Y軸方向的坐標位置與中心點的差值，Zref為根據倍率係數計算的當前位 置的參考倍率，Tl表示跟蹤時當前幀的垂直角度，C表示倍率係數。其中，所述裝置還包括場景調用單元，用於在初始化操作前，調用場景編號η所對應的場景信息；場景判斷單元，用於判斷所述場景編號所對應的場景有效後，再執行初始化操 作；計時單元，用於在監測被監控目標時，開始計時，判斷當前計時時間是否達到預設 的時間，若未到達，則繼續當前場景的監控，若到達，則通知場景調用單元；所述場景調用單元，還用於調用下一場景編號η+1所對應的場景信息；編號判斷單元，用於判斷所述下一場景編號η+1是否為有效的場景編號，若是，則 通知場景判斷單元，否則通知場景調用單元。應用本發明實施例，採用基於3D定位原理，通過目標速度的控制算法對運動目標 微小運動甚至靜止的情況能獲得較好的跟蹤，能有效抑制跟蹤不連續的缺點；通過倍率閉 環控制既能得到目標豐富的信息，又能較好的鎖定跟蹤；本發明實施例提供的巡航跟蹤功 能可實現多個場景間的輪巡檢測跟蹤，發揮球機的無盲區監控優勢。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是根據本發明實施例的利用快球跟蹤系統實現監控的方法流程圖；圖2是根據本發明實施例的倍率控制示意圖；圖3是根據本發明實施例的歸一化處理後的圖像坐標；圖4是根據本發明實施例的球面坐標系；圖5是根據本發明實施例的目標速度控制流程圖；圖6是根據本發明實施例的巡航跟蹤控制流程圖；圖7是根據本發明實施例的快球跟蹤系統的硬體原理框圖；圖8是根據本發明實施例的利用快球跟蹤系統實現監控的邏輯裝置結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。參見圖1，其是根據本發明實施例的利用快球跟蹤系統實現監控的方法流程圖，具 體包括步驟101，初始化操作；上述初始化操作可以包括以下內容a:場景位置選擇。選擇需要監控的場景位置，並調整焦距使其在一個較大的視野範圍內檢測可疑目 標。b:選擇觸發跟蹤的規則。系統可以根據人工選擇可疑目標觸發報警，也可以根據預設規則要求自動選擇可 疑目標觸發報警，這裡，上述的預設規則，以及根據預設規則要求自動選擇可疑目標觸發報 警的操作完全是現有技術，此處不再做詳細說明。c 保存參數到內存(FLASH)，保證系統重啟後仍能夠按照設定的模式進行跟蹤。 至此完成系統參數初始化過程。上述初始化化操作還可以包括d:倍率係數標定。在跟蹤階段中，由於運動目標離快球的距離會發生變化，因此需要進行適當的倍 率控制，如果目標遠離快球，則放大倍率，如果目標走近快球，則縮小倍率，保證目標始終以 一定的尺寸在場景視野中。本發明實施例假設監控視野為地平面，採用如圖2所示模型，假 設目標的距離和倍率是成正比的，滿足以下關係 由公式1可知，只要知道標定場景的實際倍率Ztl，標定場景的垂直角度Ttl，和跟蹤 時當前幀的垂直角度T1就能動態的計算出當前幀需要設置的倍率Z1的值。倍率係數標定就是確定Ztl，Ttl值。通過調整球機的位置和焦距到一個合適的倍率，使被監控物體以合適的 大小處於視野中心，然後計算出倍率係數(Zc^sinTci),即倍率係數C = Zc^sinTtl，，完成倍率 係數標定。在跟蹤時T1是已知的，因此就能計算出Z1值，保證跟蹤時目標始終以一定的尺 寸在場景視野中。當然，上述倍率係數標定的參數仍需保存到內存中，保證系統重啟後仍能夠按照 設定的模式進行跟蹤。步驟102，開啟行為分析功能，檢測到被監控目標； 上述行為分析功能及檢測被監控目標的方法均為現有技術，這裡不再詳細說明。步驟103，以預設幀率獲取被監控目標的每幀PT值；其中，P(pan)表示水平， T (tilt)表示傾斜，PT值的含義為水平垂直位置值。本實施例中，預設的幀率為每秒25幀，這樣，以每秒鐘25幀的幀率實時的對目標 在圖像中的位置信息進行更新。具體的，獲取被監控目標的PT值的步驟可以包括01)獲取所述被監控目標在當前幀時在圖像中的位置信息(x'，y')；該(x'， 1』 )是相對被監控目標於長度為L，寬度為H的圖像區域而言的；02)將所述位置信息(x'，y')轉換為歸一化坐標；具體為，相對於255*255平面做歸一化處理後的(x，y)值如公式(2)和(3)所示， 歸一化後的圖像坐標如圖3所示。X = 255(^)(2)Υ = 255φ(3)其，X，Y為歸一化處理後的坐標，χ'，y'為歸一化處理前的坐標；L是圖像的長 度，H是圖像的寬度。03)將所述歸一化坐標轉換為PT值。具體的轉換過程也是現有技術，下面只做簡單說明首先，把平面坐標系上的坐標，轉化為球面坐標系上的(u，ν, w)值。通常，可以考慮這樣一個幾何模型，如圖4所示，鏡頭所在位置為半球中心0點，OC 是鏡頭的光軸，球面C點的切平面即為圖3所示的圖像平面，可見這個平面隨著方位角的改 變動態的移動，但是相對於光軸是靜止的。根據立體幾何可以計算出(u，v，w)值，根據三角 函數關係可得到PT值，如公式4和5所示P = ac tan (v/u) (4)T = actaxi(w/^u2 +ν2)(5)其中，P表示水平位置，T表示垂直位置，(U，ν, w)表示球面坐標系上某一點的值。步驟104，將最新PT值與前一 PT值進行差分，按照差分結果控制球機運行。在得到目標的PT坐標後，就可以控制電機的轉動了，但是直接控制PT位置，可能 會造成畫面不連續的情況。為了使圖像平穩，本發明實施例採用基於目標速度的控制方法， 將得到的目標PT值與當前電機的PT值進行差分，假設Pmw，Tnew為移動目標在快球坐標系下 的新的PT it,Pcur,Pcur為快球當前的PT狀態值，Δ t為處理一幀所需的時間，可以根據下面 的公式確定目標運動速度的大小和方向，如公式6和7所示。得到目標運動速度後，根據目標運動速度與球機當前速度的大小、及方向的差別進行加減速從而控制球機平滑的運行。
其中，Vpan是水平方向的目標運動速度；Vtilt是垂直方向的目標運動速度。本步驟的實現過程參見圖5，具體包括步驟501，根據差分結果即根據ΔΡ和ΔΤ，判斷目標運動方向與球機當前方向是 否相同，若相同，則執行步驟502，若不同，則執行步驟506 ；本實施例中，由於ΔΡ和Δ T都是矢量，因而需要對兩者都做判斷，具體判斷方法 如下如果ΔΡ和ΔΤ都大於等於預設的第一方向閾值+δ，則確定目標運動方向與球機 當前方向相同；此時，後續將沿著第一象限的方向調整速度，即沿著水平位置和垂直位置都 增加的方向調整速度；如果ΔΡ和ΔΤ都小於等於預設的第二方向閾值-δ，則確定目標運動方向與球機 當前方向相反，此時，後續將沿著第三象限的方向調整速度，即沿著水平位置和垂直位置都 減少的方向調整速度；如果ΔΡ大於等於第一方向閾值+ δ，ΔΤ小於等於第二方向閾值-δ，則後續將 沿者第四象限的方向調整速度，即沿著水平位置增加的方向調整速度；沿垂直位置減少的 方向調整速度；如果Δ P小於第一方向閾值-δ，Δ T大於第二方向閾值+ δ，則後續將沿者第二 象限的方向調整速度，即沿著水平位置減少的方向調整速度；沿垂直位置增加的方向調整 速度；步驟502，根據差分結果即根據ΔΡ和Δ Τ，判斷目標運動速度是否大於球機當前 速度，若是，則執行步驟503，否則，執行步驟504 ；本實施例中，該步驟的具體方法如下獲取計算出的目標水平運動速度Vpan和目標垂直運動速度Vtilt，具體的，可以應用 公式(6)和(7)計算出；獲取球機當前的水平速度Vpan『和垂直速度Vtilt'；分別判斷水平速度和垂直速度如果計算出的目標水平運動速度Vpan的絕對值大於球機當前的水平速度Vpan'的 絕對值，則執行步驟503，如果計算出的目標水平運動速度Vpan的絕對值小於球機當前的水 平速度Vpan『的絕對值，則執行步驟504 ；如果計算出的垂直目標速度Vtilt絕對值大於球機當前的垂直速度Vtilt'的絕對 值，則執行步驟503，如果計算出的垂直目標速度Vtilt的絕對值小於球機當前的垂直速度 Vtilt'的絕對值，則執行步驟504;步驟503，控制球機加速，然後執行步驟505 ；本實施例中，按照設定的加速曲線以查表的方式進行加速，該曲線以平滑運動為原則實測所得，例如，以水平方向為例，一種可能的實現方式是預先設置水平方向的加速度曲線查詢表，該表中包括每個速度等級所對應加速度 值及加速時間；將計算出的水平目標速度Vpan和球機當前的水平速度Vpan『分別轉換為對應的速 度等級，具體的轉換方法可以通過查表得出，也可以通過預設的公式計算出，在此，並不對 轉換的具體過程限制；
根據水平目標速度Vpan和球機當前的水平速度Vpan『所對應的等級，查詢水平方向 的加速度曲線查詢表，得到加速度值及加速時間；按照所述加速度值及加速時間控制球機進行加速。步驟504，控制球機減速，然後執行步驟505 ；本實施例中，按照設定的加速曲線以查表的方式進行減速，具體實現過程與加速 類似，不再重複說明。步驟505，判斷目標速度是否等於當前速度，若是，則停止結束，否則，執行步驟 502 ；具體判斷方法與步驟502類似，也是分別判斷水平速度和垂直速度，不再重複說 明。步驟506，控制球機減速，然後執行步驟507 ；本實施例中，按照設定的加速曲線以查表的方式進行減速，具體實現過程與加速 類似，不再重複說明。步驟507，判斷當前速度是否等於0，若是，則執行步驟508，否則，再次執行步驟 506 ；步驟508，將球機轉換到與目標方向相同的方向，然後執行步驟502。本實施例中，將球機轉換為按照步驟501計算出的方向，然後執行步驟502。至此，利用快球跟蹤系統實現了對被監控目標的監控。需要說明的是，由於本實施例中的幀率是每秒25幀，因此，上述圖5的流程將每 40ms執行一次。當然，如果採用其它的幀率，圖5所示流程的執行頻率也會發生變化。需要說明的是，圖1所述方法還可以包括倍率控制，具體的，根據反饋的目標位 置Δ Y，動態調整Z值(Ζ是zoom的縮寫，表示焦距)，調整方式如公式(8)所示，Z = f (AY)^Zref (8)Zref = (VsinT1 (9)其中，f(AY)為反饋的目標位置信息的動態倍率係數調整函數；ΔΥ為歸一化後 的平面坐標系上Y軸方向的坐標位置與中心點的差值，Zref為根據倍率係數計算的當前位 置的參考倍率，Tl表示跟蹤時當前幀的垂直角度，C表示倍率係數。當ΔΥ較大時，增大視野範圍，避免特徵點偏移，保證能夠鎖定目標不丟失；當ΔΥ 較小時，提高倍率值，以得到目標豐富的信息。這樣，避免了由於圖像的顯示倍率不合理，導 致目標信息不豐富，目標容易丟失的問題。需要說明的是，圖1所示流程還可以包括巡航跟蹤控制，其實現過程如圖6所示步驟601，調用場景編號η所對應的場景信息；步驟602，判斷所述場景編號所對應的場景有效後，接著圖1中步驟102中繼續向下執行。步驟603，在監測被監控目標時，開始計時；
步驟604，判斷當前計時時間是否達到預設的時間，若未到達，則繼續當前場景的 監控，若到達，則執行步驟605;步驟605，調用下一場景編號n+1所對應的場景信息；步驟606，判斷所述下一場景編號n+1是否為有效的場景編號，若是，則執行步驟 602，否則執行步驟601。至此，實現了巡航跟蹤控制功能。也就是說，球機運行到第1個場景位置，開啟行 為分析功能檢測可疑目標進行跟蹤，此時巡航跟蹤計數器開始計時。當計數器計數值超過 場景停留時間時，球機關閉行為分析功能，並自動跳轉到下一個場景位置，開啟行為分析功 能檢測可疑目標進行跟蹤，如此往復循環。圖7是快球跟蹤系統的硬體原理框圖，其包括處理器701、快閃記憶體(FLASH) 702、圖 像採集模塊703、驅動模塊704、以及執行機構705。其中，處理器701包括數位訊號處理器 (DSP)和微處理器ARM，分別完成圖像處裡和執行機構的控制；驅動模塊704包括機芯驅動 子模塊7041和電機驅動子模塊7042 ；執行機構105包括一體化機芯7051和電機7052。整 個系統工作原理如下圖像採集模塊703把從一體化機芯7051採集到的圖像信息送給處理器701中的 DSP。DSP對圖像進行處理分析，當檢測到可疑運動目標時觸發報警將可疑運動目標在平面 上的坐標(X，y)信息傳遞給處理器701中的ARM。ARM通過3D定位原理首先將平面坐標 (x，y)轉化為球面坐標(u，v，w)信息，然後對坐標(u，v，w)信息進行處理轉化為具體的PT 信息；接著根據PT信息計算出目標運動的速度和球機鏡頭的倍率；最後驅動機芯和電機驅 動模塊。執行機構響應相應的動作，調整水平方位、俯仰值和倍率值，使目標始終以一定的 尺寸處於圖像視野的中心。可見，應用本發明實施例提供的利用快球跟蹤系統實現監控的方法，採用基於3D 定位原理，通過目標速度的控制算法對運動目標微小運動甚至靜止的情況能獲得較好的跟 蹤，能有效抑制跟蹤不連續的缺點；通過倍率閉環控制既能得到目標豐富的信息，又能較好 的鎖定跟蹤；本發明實施例提供的巡航跟蹤功能可實現多個場景間的輪巡檢測跟蹤，發揮 球機的無盲區監控優勢。本發明實施例還提供了 一種利用快球跟蹤系統實現監控的裝置，參見圖8，具體包 括檢測單元801，用於初始化操作結束後，檢測到被監控目標；位置獲取單元802，用於以預設幀率獲取被監控目標的每幀PT值；控制單元803，用於將最新PT值與前一 PT值進行差分，按照差分結果控制球機運 行。上述控制單元803可以具體包括方向判斷子單元8031，用於根據差分結果判斷目標運動方向與球機當前方向是否 相同，若相同，則通知第一速度判斷子單元，若不同，則通知第二減速子單元；第一速度判斷子單元8032，用於根據差分結果判斷目標運動速度是否大於球機當 前速度，若是，則通知加速子單元，否則，通知第一減速子單元；
加速子單元8033，用於控制球機加速，然後通知第二速度判斷子單元；第一減速子單元8034，用於控制球機減速，然後第二速度判斷子單元；第二速度判斷子單元8035，用於判斷目標運動速度是否等於球機當前速度，若是，則停止結束，否則，通知第一速度判斷子單元；第二減速子單元8036，用於控制球機減速，然後通知第三速度判斷子單元；第三速度判斷子單元8037，用於判斷球機當前速度是否等於0，若是，則通知換向 子單元，否則，再次通知第二減速子單元；換向子單元8038，用於將球機轉換到與目標方向相同的方向，然後通知第一速度 判斷子單元。上述初始化操作中包括倍率係數標定；所述倍率係數為C = Z0^sinT0,其中，Z0表示標定場景的實際倍率，T0表示標定場景的垂直角度；所述裝置還包括倍率調整單元，用於根據反饋的目標位置Δ Y，動態調整當前幀需要設置的倍率 Z1,其中，Z1 = f (AY)^ZrefZref = CVsinT1其中，f(AY)為反饋的目標位置信息的動態倍率係數調整函數；ΔΥ為歸一化後 的平面坐標系上Y軸方向的坐標位置與中心點的差值，Zref為根據倍率係數計算的當前位 置的參考倍率，Tl表示跟蹤時當前幀的垂直角度，C表示倍率係數。上述裝置還可以包括場景調用單元，用於在初始化操作前，調用場景編號η所對應的場景信息；場景判斷單元，用於判斷所述場景編號所對應的場景有效後，再執行初始化操 作；計時單元，用於在監測被監控目標時，開始計時，判斷當前計時時間是否達到預設 的時間，若未到達，則繼續當前場景的監控，若到達，則通知場景調用單元；所述場景調用單元，還用於調用下一場景編號η+1所對應的場景信息；編號判斷單元，用於判斷所述下一場景編號η+1是否為有效的場景編號，若是，則 通知場景判斷單元，否則通知場景調用單元。可見，應用本發明實施例提供的利用快球跟蹤系統實現監控的裝置，採用基於3D 定位原理，通過目標速度的控制算法對運動目標微小運動甚至靜止的情況能獲得較好的跟 蹤，能有效抑制跟蹤不連續的缺點；通過倍率閉環控制既能得到目標豐富的信息，又能較好 的鎖定跟蹤；本發明實施例提供的巡航跟蹤功能可實現多個場景間的輪巡檢測跟蹤，發揮 球機的無盲區監控優勢。對於裝置實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關 之處參見方法實施例的部分說明即可。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存 在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可 以通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於計算機可讀取存儲介質中， 這裡所稱得的存儲介質，如R0M/RAM、磁碟、光碟等。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍 內。
權利要求
一種利用快球跟蹤系統實現監控的方法，其特徵在於，包括初始化操作結束，檢測到被監控目標後，以預設幀率獲取被監控目標的每幀PT值；將最新PT值與前一PT值進行差分，按照差分結果控制球機運行。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述以預設幀率獲取被監控目標的PT值 的步驟包括獲取所述被監控目標在當前幀時在圖像中的位置信息； 將所述位置信息轉換為歸一化坐標； 將所述歸一化坐標轉換為PT值。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將最新PT值與前一PT值進行差分， 按照差分結果控制球機運行的步驟包括i)根據差分結果判斷目標運動方向與當前球機方向是否相同，若相同，則執行步驟 ii)，若不同，則執行步驟vi)； )根據差分結果判斷目標運動速度是否大於當前球機速度，若是，則執行步驟iii)， 否則，執行步驟iν)；iii)控制球機加速，然後執行步驟ν)；iv)控制球機減速，然後執行步驟ν)；ν)判斷目標運動速度是否等於當前球機速度，若是，則停止結束，否則，執行步驟ii)；vi)控制球機減速，然後執行步驟vii)；vii)判斷當前球機速度是否等於0，若是，則執行步驟viii)，否則，再次執行步驟vi)；viii)將球機方向轉換到與目標運動方向相同的方向，然後執行步驟ii)。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述初始化操作中包括倍率係數標定； 所述倍率係數為C = Z0^sinT0,其中，Z0表示標定場景的實際倍率，T0表示標定場景的垂直角度。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括根據反饋的目標位置 Δ Y，動態調整當前幀需要設置的倍率Z1,其中，Z1 = f (ΔΥ) ^Zref Zref = C/SinT1其中，f(AY)為反饋的目標位置信息的動態倍率係數調整函數；ΔΥ為歸一化後的平 面坐標系上Y軸方向的坐標位置與中心點的差值，Zref為根據倍率係數計算的當前位置的 參考倍率，Tl表示跟蹤時當前幀的垂直角度，C表示倍率係數。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在初始化操作前，還包括a)調用場景編號η所對應的場景信息；b)判斷所述場景編號所對應的場景有效後，再執行初始化操作； 所述方法還包括c)在監測被監控目標時，開始計時，d)判斷當前計時時間是否達到預設的時間，若未到達，則繼續當前場景的監控，若到 達，則執行步驟e)；e)調用下一場景編號n+1所對應的場景信息；f)判斷所述下一場景編號n+1是否為有效的場景編號，若是，則執行步驟b)，否則執行 步驟a)。
7.一種利用快球跟蹤系統實現監控的裝置，其特徵在於，包括 檢測單元，用於初始化操作結束後，檢測到被監控目標； 位置獲取單元，用於以預設幀率獲取被監控目標的每幀PT值；控制單元，用於將最新PT值與前一 PT值進行差分，按照差分結果控制球機運行。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述控制單元包括 方向判斷子單元，用於根據差分結果判斷目標運動方向與球機當前方向是否相同，若 相同，則通知第一速度判斷子單元，若不同，則通知第二減速子單元；第一速度判斷子單元，用於根據差分結果判斷目標運動速度是否大於球機當前速度， 若是，則通知加速子單元，否則，通知第一減速子單元；加速子單元，用於控制球機加速，然後通知第二速度判斷子單元； 第一減速子單元，用於控制球機減速，然後第二速度判斷子單元； 第二速度判斷子單元，用於判斷目標運動速度是否等於球機當前速度，若是，則停止結 束，否則，通知第一速度判斷子單元；第二減速子單元，用於控制球機減速，然後通知第三速度判斷子單元； 第三速度判斷子單元，用於判斷球機當前速度是否等於0，若是，則通知換向子單元，否 貝U，再次通知第二減速子單元；換向子單元，用於將球機方向轉換到與目標運動方向相同的方向，然後通知第一速度 判斷子單元。
9.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述初始化操作中包括倍率係數標定； 所述倍率係數為C = Z0^sinT0,其中，Z0表示標定場景的實際倍率，T0表示標定場景的垂直角度； 所述裝置還包括倍率調整單元，用於根據反饋的目標位置Δ Y，動態調整當前幀需要設置的倍率Z1，其中，Z1 = f (ΔΥ) ^Zref Zref = C/SinT1其中，f(AY)為反饋的目標位置信息的動態倍率係數調整函數；ΔΥ為歸一化後的平 面坐標系上Y軸方向的坐標位置與中心點的差值，Zref為根據倍率係數計算的當前位置的 參考倍率，Tl表示跟蹤時當前幀的垂直角度，C表示倍率係數。
10.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括場景調用單元，用於在初始化操作前，調用場景編號η所對應的場景信息； 場景判斷單元，用於判斷所述場景編號所對應的場景有效後，再執行初始化操作； 計時單元，用於在監測被監控目標時，開始計時，判斷當前計時時間是否達到預設的時 間，若未到達，則繼續當前場景的監控，若到達，則通知場景調用單元；所述場景調用單元，還用於調用下一場景編號n+1所對應的場景信息； 編號判斷單元，用於判斷所述下一場景編號n+1是否為有效的場景編號，若是，則通知場景判斷單元，否則通知場景調用單元。
全文摘要
本發明公開了一種利用快球跟蹤系統實現監控的方法和裝置，所述方法包括初始化操作結束，檢測到被監控目標後，以預設幀率獲取被監控目標的每幀PT值；將最新PT值與前一PT值進行差分，按照差分結果控制球機運行。應用本發明，採用基於3D定位原理，通過目標速度的控制算法對運動目標微小運動甚至靜止的情況能獲得較好的跟蹤，能有效抑制跟蹤不連續的缺點；通過倍率閉環控制既能得到目標豐富的信息，又能較好的鎖定跟蹤；本發明實施例提供的巡航跟蹤功能可實現多個場景間的輪巡檢測跟蹤，發揮球機的無盲區監控優勢。
文檔編號G06T7/20GK101873477SQ201010124260
公開日2010年10月27日 申請日期2010年2月26日 優先權日2010年2月26日
發明者胡揚忠, 蔣勇勇, 鄔偉琪, 郭海訓 申請人:杭州海康威視數位技術股份有限公司