[发明专利]一种跟踪控制方法及跟踪控制系统

权利要求书

1.一种跟踪控制方法，其特征在于，包括：

获取跟踪目标的特征信息；

从球形摄像机采集的当前视频帧图像中，筛选出与所述特征信息的匹配度最高的目标，并将所述匹配度最高的目标作为待跟踪目标；

记录所述待跟踪目标的位置信息和区域大小信息；

根据所述位置信息，计算所述待跟踪目标的中心位置相对于所述当前视频帧图像的中心位置的位置偏差；

根据所述区域大小信息，计算所述待跟踪目标的区域面积在所述当前视频帧图像中所占的面积比例，并将所述面积比例除以预设比例参数，得到所述待跟踪目标在所述当前视频帧图像所占面积的比例变化率，其中，所述预设比例参数为所述待跟踪目标的预设固定面积在视频帧图像中所占的面积比例；

对所述位置偏差和所述比例变化率采用PID控制算法，计算得到控制所述球形摄像机的最优速度参数，所述最优速度参数用于保证所述待跟踪目标始终以固定大小处于所述球形摄像机的视野中间，包括：最优旋转角度和最优聚焦；

将所述最优速度参数除以跟踪时间间隔，得到所述球形摄像机的速度数值；

从预存储的速度量化查找表中，查找所述速度数值相对应的所述球形摄像机的速度等级参数，所述速度等级参数包括：水平转动速度等级、垂直转动速度等级以及镜头变倍速度等级；

利用所述水平转动速度等级和所述垂直转动速度等级控制所述球形摄像机的旋转角度，并利用所述镜头变倍速度等级控制所述球形摄像机的聚焦，实现对所述待跟踪目标的跟踪；

其中，所述获取跟踪目标的特征信息的过程包括：

判断所述球形摄像机是否预先设置有跟踪任务；

若所述球形摄像机预先设置有跟踪任务，则从所述跟踪任务中获取所述跟踪目标的特征信息；

若所述球形摄像机预先没有设置有跟踪任务，则从所述球形摄像机采集的视频流信息中，获取视频帧图像；

从所述视频帧图像中确定跟踪目标；

利用跟踪算法，从确定的跟踪目标中获取所述跟踪目标的特征信息。

2.根据权利要求1所述的跟踪控制方法，其特征在于，所述根据所述位置信息，计算所述待跟踪目标的中心位置相对于所述当前视频帧图像的中心位置的位置偏差具体包括：

利用公式(1)，根据所述位置信息，计算所述待跟踪目标的中心位置相对于所述当前视频帧图像的中心位置的位置偏差，公式具体如下：

式中，(x₁(t),y₁(t))为所述待跟踪目标的中心位置在所述当前视频帧图像中的坐标，(x₀,y₀)为所述当前视频帧图像的中心位置坐标，e(t)为所述位置偏差，t为对所述待跟踪目标的采集时刻。

3.根据权利要求2所述的跟踪控制方法，其特征在于，所述对所述位置偏差和所述比例变化率采用PID控制算法，计算得到控制所述球形摄像机的最优速度参数具体包括：

根据公式(2)，对所述位置偏差采用PID算法，计算得到所述球形摄像机的最优旋转角度u(t)，公式(2)具体如下：

式中，K_P为比例放大系数，T_I为积分系数，T_D为微分系数，t为摄像时间，e(t)为所述待跟踪目标的中心位置相对于所述当前视频帧图像的中心位置的位置偏差；

根据公式(3)，对比例变化率采用PID控制算法，计算得到所述球形摄像机的最优聚焦u′(t)，公式(3)具体如下：

式中，K_P为比例放大系数，T_I为积分系数，T_D为微分系数，t为摄像时间，e′(t)为所述比例变化率。

4.根据权利要求1所述的跟踪控制方法，其特征在于，所述特征信息包括角点信息。