[发明专利]一种全自动伺服跟踪拍摄方法

权利要求书

1.一种全自动伺服跟踪拍摄方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)设计一台高精度二维转台，与运动控制器，电机驱动器，上位机共同组成高精度伺服控制系统，并将高清相机固定于转台支架上。

2)针对采集到的视频选取除运动执行启动之后第一帧之外的视频帧为当前帧F₁，当前帧F₁的前一帧为F₀，将F₀和F₁转为灰度图并利用高斯滤波的方法进行预处理；以区间[a₁:a₂,b₁:b₂](高度为a，宽度为b)分别截取任意位置的矩形感兴趣区域I₀和I₁，计算I₀和I₁范围内各个像素点差值的方差V_p，当V_p大于阈值T时，运动执行模块视频采集模块开始启动。

3)在进入自动运动员检测与跟踪状态之前，运动执行机构会自动归位至初始位置，该初始位置设置为运动员的起始位置。当运动员位于起始位置时，系统会调用检测器对前两帧图像进行运动员检测，存储目标运动员在图像坐标系中的位置，并使用检测边界框初始化主跟踪器1，主跟踪器1输出的跟踪置信度与跟踪预测边界框。

4)编写全自动程序，针对运动场地，设定运动员出发点和停止点并划分大致轨迹上的关键点，记录关键点相应时刻运动执行模块的编码量和时间，根据各个数据点的位置、时间参数计算各个关键点之间的轨迹位置和速度，得到速度连续且加速度连续的基础轨迹数据B_a，在所述基础轨迹的基础上，使用跟踪算法得到运动目标在图像中的位置，将所述目标位置与图像中心点做差得到差值E_i，使用PID算法计算得到伺服电机的下一时刻速度v₁，当v₁与基础轨迹数据B_a中的基础速度的差值的绝对值与相应基础速度的比值R_v小于阈值T_v时，设定伺服电机的最新速度为v₁，当所述比值R_v大于或等于阈值T_v时，设定伺服电机的最新速度为

5)利用超高频UHF远距离卡和超高频RFID远距离读写器，对不同运动目标进行标识，将视频采集模块获取的视频数据与运动员进行绑定，视频数据上传至后台服务器后并推送至相应的运动员。

2.如权利要求1所述一种全自动伺服跟踪拍摄方法，其特征在于，本发明适用于跳台滑雪、高山滑雪和大道滑冰等多项赛道固定的体育项目。

3.如权利要求1所述一种全自动伺服跟踪拍摄方法，其特征在于，实现相机在水平面与竖直平面内的运动，所述运动过程为运动目标触发过线检测，上位机发出启动指令，同时开始视频数据存储，通过两台伺服电机构成的二维指向机构带动相机运动，所述两台伺服电机运动参数由上位机在基础轨迹数据的基础上依据目标位置进行微调所得，实时采集并存储运动目标的视频数据。

4.如权利要求1所述一种全自动伺服跟踪拍摄方法，其特征在于，运动目标关键点位置的选取，关键点位置所对应的编码器数值以及时间的记录，伺服电机速度的调控。

5.如权利要求1所述一种全自动伺服跟踪拍摄方法，其特征在于，运动目标完成一次运动后，通过超高频UHF远距离卡和超高频RFID远距离读写器完成身份记录，并将视频采集模块所得的视频数据上传至运动目标相应的存储位置，同时服务器将所述视频数据发送至该运动目标的移动终端。

6.如权利要求1所述一种全自动伺服跟踪拍摄方法，其特征在于，综合考虑目标检测和目标跟踪分别产生的候选框及其置信度的同时，将前后帧的候选框之间的交并比作为候选框筛选指标之一。