[发明专利]一种球机自动跟踪目标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能监控领域，具体是一种球机自动跟踪目标的方法。

背景技术

智能监控是利用计算机视觉技术对视频信号进行处理、分析和理解，在不需要人为操作的情况下，能够对监控场景中的运动目标进行定位、变焦缩放、跟踪、以及巡航监控、周界、拌线、行为分析等智能处理。目前市场上自动跟踪方法主要有：

方法一：基于枪球联动实现目标跟踪。在枪机的监控场景中通过图像处理和模式识别等算法将运动目标检测出来，并获取运动目标的位置信息，然后该位置信息经过坐标转换后控制球机转动，将目标锁定在球机监控画面的中心区域。该方法的缺点一是枪机监控场景固定，能够监控的范围有限，二是枪机和球机之间存在坐标转换，标定过程复杂，并且对安装精度要求较高，三是设备至少需要一个枪机和一个球机组成，导致成本增加。

方法二：为了弥补枪机监控场景有限的缺点，市场上还存在全景相机与球机联动实现自动跟踪的方法。该方法的缺点一是全景相机和球机之间的坐标转换复杂，安装精度要求较高，二是成本增加。

方法三：智能跟踪球，即基于球机实现自动跟踪。该方法只需要一个球机，降低了设备成本和安装复杂度。该方法的重点在于跟踪算法的实现和对球机的控制，现有实现方式主要有一下两种：

一种是先通过图像处理等技术检测到运动目标，提取目标的角点，再采用光流法对角点进行跟踪和更新，理论上这些角点应该主要分布在目标上面，那么可以采用质心法或者聚类算法推算出这些角点的中心位置，该位置可近似认为是目标的位置，最后触发球机转动，使目标处于监控画面中心，从而实现目标跟踪。这种方式的不足之处，一是对于对比度低的场景，背景干扰较大，真正落在目标上的角点很少，尤其是对于人体这种非刚性目标，光流法跟踪角点的结果有时候会偏差很大。二是容易受到树叶摆动、光照变化的影响。三是跟踪过程中不宜变换倍率，否则更容易跟踪失败、或者目标位置存在较大偏差。

另一种是通过图像处理技术检测到运动目标，并驱动球机转动、变倍放大目标，然后计算目标到球机的实际距离，以及目标移动速度，根据目标的速度和运动趋势决定球机的转动速度和方向。这种方式的主要依赖于目标的运动信息而非特征信息，因此抗干扰性较好，不足之处是由于要实时估计目标的运动速度，因此最好只在第一次检测到目标时做一次变焦动作，在之后的跟踪过程中不宜变换倍率，否则对目标的位置计算容易产生较大偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球机自动跟踪目标的方法，能够在短时间内检测到目标，并驱动球机转动，使目标处于监控画面的中心区域，同时会根据目标运动区域面积的大小自动调整球机摄像头的倍率，既能及时的跟上目标运动，又能在跟踪过程中自动调整倍率，使目标清晰地呈现在监控画面的中心区域，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种球机自动跟踪目标的方法，在检测阶段，针对当前监控场景进行运动物体检测，检测到运动物体后确定一个目标作为跟踪对象，获取该目标的位置信息，然后将目标的位置信息发送给球机，球机快速转向目标，使目标处于监控画面的中心区域，该过程称为检测阶段。在检测阶段，球机不做变倍的动作，因为一些运动快的目标可能会因为倍率放大而脱离监控区域，导致目标丢失。在跟踪阶段，针对当前监控场景进行运动物体检测，检测到运动物体后确定一个目标作为跟踪对象，获取该目标的位置信息，然后将目标的位置信息发送给球机，球机通过云台控制快速转向目标，使目标处于监控画面的中心区域，并根据目标运动区域的面积大小，在球机转动过程自动变倍，使目标更清晰地呈现在监控画面的中心区域。

一种球机自动跟踪目标的方法，包括检测模块、跟踪模块和控制模块，各个模块的具体流程如下所述：

步骤11，在当前监控画面中进行检测，然后判断是否检测到运动物体；

步骤12，确定目标，获取目标的位置信息；

步骤13，根据目标的位置信息，驱动球机转向目标，使目标处于监控画面的中心区域；

步骤14，在当前监控画面中进行检测，然后判断是否检测到运动物体；

步骤15，获取目标的位置信息、目标运动区域的面积、球机的当前倍率；

步骤16，根据目标位置信息驱动球机转动，使目标处于监控画面的中心区域。根据目标的运动区域面积和球机的当前倍率，确定球机新的倍率。

重复步骤14-16，实现目标跟踪以及跟踪过程中自动调整倍率。

作为本发明进一步的方案：所述步骤1113称为检测模块，步骤1416称为跟踪模块，其中对球机转动和变倍的操作属于控制模块。