[发明专利]一种针对远距离高速运动目标的智能跟踪拍摄系统

说明书

本发明公开的一种针对远距离高速运动目标的智能跟踪拍摄系统，属于计算机视觉、计算机控制与电视转播领域。本发明包括光学系统、稳定平台系统和显控系统。本发明以全景摄像机作为视觉传感器，将自适应目标检测跟踪方法与车载两轴三维稳定平台相融合，在目标跟踪方法中，结合全局相机引导特写相机跟踪拍摄与特写相机闭环检测双机制，提升整体系统的跟踪精度，保证目标处于视频画面中央。在多路视频输出时，该系统通过实时视频流智能切换方法对多路视频流进行实时评价、自动切换，实时输出稳定的视频画面，实现在恶劣环境、复杂场景下对高速运动目标的稳定跟拍，实时剪辑，能够为后续远程导播、云端重建、个性化转播等扩展应用提供良好的技术支持。

技术领域

本发明涉及一种针对远距离高速运动目标的智能跟踪拍摄系统，属于计算机视觉、计算机控制与电视转播领域。

背景技术

随着冬奥会的即将到来，高山滑雪项目以其独有的刺激性及挑战性吸引着大批的滑雪爱好者，同时，由于该运动具有运动速度快，回转运动多等特点，运动场地地形复杂、天气环境多变，气候恶劣，环境温度通常会达到零下20度以下，这给赛事摄像师和转播师的工作造成了极大的困扰。传统的人工拍摄转播模式下，转播服务公司需要在陡峭的雪道上架设数十台专业摄影平台，同时需要部分摄影转播工作人员进入滑雪赛道进行机动拍摄，此外媒体中心还需要安排大量的工作人员对各个机位回传的视频信号进行实时接受、剪辑、推流，整个模式组织庞大、操作繁琐、建设难度大，需要耗费巨大的人力和物力。近年来，随着计算机视觉技术飞速发展，结合目标跟踪技术的拍摄系统广泛应用于安防监控领域，然而体育赛事环境和场景相对复杂，需要拍摄系统在保证不影响赛事正常进行的情况下，仍然保证实时输出帧率稳定、画面高清、视角恰当的视频，这给现有计算机视觉技术带来极大的挑战。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种针对远距离高速运动目标的智能跟踪拍摄系统；该系统以全景摄像机作为视觉传感器，将自适应目标检测跟踪技术与车载二维稳定平台相融合，在目标跟踪技术中，结合全局相机引导特写相机跟踪拍摄与特写相机闭环检测双机制，提升整体系统的跟踪精度，保证目标处于视频画面中央。在多路视频输出时，该系统通过实时视频流智能切换方法对多路视频流进行实时评价、自动切换，实时输出稳定的视频画面，实现在恶劣环境、复杂场景下对高速运动目标的稳定跟拍，实时剪辑，可为后续远程导播、云端重建、个性化转播等扩展应用提供良好的技术支持。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种针对远距离高速运动目标的智能跟踪拍摄转播系统，包括光学系统、稳定平台系统和显控系统。

所述光学系统包括全景跟踪相机以及专业级特写摄像机；光学系统固定于稳定平台系统上；光学系统用于在大范围全景中捕获和跟踪要拍摄的目标，并拍摄较远目标的特写画面。

所述稳定平台系统包括二维稳定转台以及配合控制稳定平台的转台控制器模块；二维稳定转台用于负载所述光学系统；转台控制器模块用于驱动二维稳定平台进行旋转，以便光学系统完成跟踪拍摄的功能。

所述显控系统包括：图像采集卡、软件控制系统和显示系统。

所述图像采集卡用于采集全景跟踪相机和专业级特写摄像机的实时图像数据。

所述软件控制系统用于处理图像采集卡所采集的实时图像数据，并实现目标检测、目标跟踪、实时视频流智能切换功能。

所述软件控制系统包括用于搭载上位机程序的中央控制单元、实现目标检测跟踪的视频跟踪器模块和电源模块。