[发明专利]一种云台自动平滑跟踪目标的方法

说明书

技术领域

本发明属于安防监控领域，尤其是一种云台自动平滑跟踪目标的方法。

背景技术

目前，云台摄像机是监控领域中使用最为普遍的监控前端设备之一。监控人员可以手动控制云台摄像机进行旋转和缩放，以实现对监控景物和监控对象的观察。随着智能视频分析技术的发展，具有智能功能的监控设备越来越受到用户的喜爱，例如，带有自动跟踪目标功能的监控设备可通过对摄像机摄取进来的视频图像进行智能视频分析，发现并找到运动目标所在的位置，控制监控设备旋转和缩放以实现对运动目标的自动跟踪功能。这种自动跟踪方式可以实现运动目标在整个监控场景的活动情况的拍摄，较手动跟踪方式具有更高的准确度，并可以解除监控人员时刻在岗的烦恼，是未来监控市场的重要发展趋势之一。

实现云台对运动目标进行自动跟踪功能的一般方法是：首先获取运动目标所在的位置，然后控制云台摄像机进行旋转和缩放实现对目标的自动跟踪。目前，对于获取运动目标所在位置的方法较多，例如可通过视频分析或者通过运动目标挂载卫星定位追踪设备回传位置信息等方法实现，但是，如何控制云台摄像机进行旋转和缩放以实现对运动目标的自动跟踪功能是关键技术，控制方法不当将直接导致目标自动跟踪失败。目前，实现控制云台自动跟踪目标的方法可通过控制云台直接转动到目标所在位置的方法实现，待目标要脱离监控视野时再控制云台转动使目标居于图像中心，以保证运动目标始终在监控视野范围内。但是，该方法不能保证运动目标始终在监控视野的中心范围内，并需要对运动目标是否要脱离监控视野判断准确，否则容易丢失目标；当目标快速运动时，需要在较小时间间隔下连续控制云台转动，使监控画面一动一静，视觉效果不好，也不利于对运动目标的良好观察。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种跟踪精度高、跟踪迅速且实时性强的一种云台自动平滑跟踪目标的方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种云台自动平滑跟踪目标的方法，包括以下步骤：

(1)获取目标位置信息和云台状态信息，并进行实时更新；

(2)根据目标位置信息和云台状态信息，计算云台跟踪运动目标的实际转速和方向；

(3)根据云台跟踪运动目标的实际转速和方向，控制云台旋转以跟踪运动目标；

步骤(2)计算云台跟踪运动目标的实际转速和方向的方法为：首先计算目标相对于云台运动的角速度和方向，然后根据云台当前实际的旋转角度与使目标居于图像中心的理论旋转角度的偏差，对目标相对于云台运动的角速度和方向进行修正，得到云台跟踪运动目标的实际转速和方向。

而且，所述运动目标位置信息是通过视频分析方法获取或通过运动目标挂载卫星跟踪定位设备回传位置信息方法获取的。

而且，所述计算目标相对于云台运动的角速度和方向是根据不同时刻获取到的目标位置信息得到的，其计算公式为：

水平方向角速度w1：

垂直方向角速度w2：

式中：α1和β1分别代表前一时刻t1的水平旋转角度和垂直旋转角度，α2和β2分别当前时刻t2的水平旋转角度和垂直旋转角度，Δt1代表从t1时刻到t2时刻所经历的时间。

而且，所述对目标相对于云台运动的角速度和方向进行修正的方法为：当云台超前于目标运行时，云台运动的角速度和方向修正为：水平方向的角速度为垂直方向的角速度为当云台落后于目标运行时，云台运动的角速度和方向修正为：水平方向的角速度为垂直方向的角速度为式中：w1和w2分别为目标相对于云台在水平方向和垂直方向运动的角速度，和分别代表云台角速度在水平方向和垂直方向的变化量。

而且，所述云台角速度的在水平方向和垂直方向的变化量和的计算公式为：

式中：

γ1和θ1分别代表云台实际的水平旋转角度和垂直旋转角度，γ2和θ2分别代表云台理论水平旋转角度和垂直旋转角度，Δt2代表追赶上运动目标的时间间隔。