重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统技术方案

技术编号:17037848 阅读:28 留言:0更新日期:2018-01-13 22:28
本发明专利技术公开了重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统,对表示前景区域的矩形框上面边长范围内的像素点进行采样,结合多摄像机的几何约束得到目标候选脚点,同时对目标之间不存在遮挡的视角内的表示行人的矩形框下面顶点进行投影,并计算各自投影点的重心,最后对候选点进行加权,利用重心和加权后的候选脚点定位目标的位置;本发明专利技术相比于单摄像机目标跟踪,多摄像机具有监控范围广,观测视角多等优点,并且可以利用多摄像机环境约束和多重前景信息获得鲁棒性的跟踪效果,很好的解决跟踪过程中出现的遮挡问题;使目标即使在遮挡的视角仍然能够高精度的完成目标定位和跟踪,具有良好的市场应用价值。

Target location and tracking system of multi camera coordination in overlapping field of view

Target locating and tracking system of the present invention discloses an overlapping multi camera collaboration, said rectangular foreground region pixels above the frame length within the range of sampling, combined with the geometric constraints of multi camera target candidate points on the foot, at the same time to the existence of said rectangular box below the pedestrian vertex projection angle in the shade among the objectives, and calculate their focus projection point, finally weighting to the candidate, the candidate point target center and weighted after position; compared with the single camera tracking, multi camera monitoring has a wide range of viewing angles and more advantages, and can use multiple cameras and multiple constraints the prospect of information obtained robust tracking effect, the problem of sheltering a good solution in the process of tracking the target; even in the perspective of occlusion It is still able to complete target positioning and tracking with high precision, and has good market application value.

【技术实现步骤摘要】
重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统
本专利技术专利涉及智能视频监控领域,尤其涉及重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统。
技术介绍
随着智慧城市和智能交通的快速发展,智能视频监控技术正处于快速发展的阶段,为安防监控事业做出了重大贡献。但是监控摄像头的个数和监控范围的逐步增加,使得摄像头安装,离线标定,测量以及视频监控的分析工作劳动强度加大。另外,随着监控场景的复杂与多变,传统的单摄像机目标跟踪和定位方法在实际应用中面临着巨大的挑战。近年来,多摄像机协同的视频监控技术已经引起来越来越多的人的关注,基于视觉的定位与跟踪方法已经逐渐从单摄像机领域过渡到多摄像机领域,尤其是当监控场景中目标之间存在遮挡的情况。因此,研究智能视频监控中基于多摄像机协同的目标定位与跟踪技术具有重大的意义。现有技术中,基于单应矩阵的目标空间定位系统和基于主轴的目标空间定位系统,在严重遮挡的情况下,目标在前景中无法独立分割出来,可能一个前景区域中包含多个目标,这个时候如果再利用矩形框框住前景区域,那么这个矩形框中可能包含多个目标,此时矩形框的四个顶点就无法替代任何一个目标的前景信息,或者说是错误的前景信息,那么利用这个矩形框的四个顶点就无法得到可靠的目标定位结果。现有技术存在缺陷,需要改进。
技术实现思路
为了解决现在技术存在的缺陷,本专利技术提供了重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统。本专利技术提供的技术文案,重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统,其特征在于,包括目标定位子系统和目标跟踪子系统,所述目标定位子系统包括以下步骤:(1)摄像机C1和摄像机C2分别采集前景图像;(2)通过Vibe检测算法对前景图像进行检测与加框处理;(3)对步骤(2)中前景图像中的头部前景进行采样,形成头部采样点;(4)对头部采样点进行投影;(5)连接投影点及摄像机中心投影点;(6)计算候选目标脚点;(7)对候选目标脚点加权求和,得出目标脚点;(8)对步骤(2)中前景图像中的胸部前景进行采样,形成胸部采样点;(9)对胸部采样点进行投影;(10)计算脚点重心;(11)对步骤(7)中目标脚点和步骤(10)中脚点重心进行求和求平均值;(12)得出目标脚点坐标;目标跟踪子系统包括以下步骤:一、摄像机C1对目标进行检测和跟踪,并根据目标定位子系统记录目标的脚点坐标;二、获取摄像机视野分界线;三、摄像机C2检测到新目标,判断新目标是否在摄像机C1视野中;四、若新目标不在摄像机C1视野中,则重复步骤三;若新目标在摄像机C1视野中;则进入下一步骤;五、计算距离视野分界线最小的目标,并判断是最小的目标否被遮挡;六、如果最小的目标被遮挡,则执行步骤七;如果最小的目标未被遮挡,则执行步骤八;七、多摄像机协同定位,找到与摄像机C1中的跟踪目标脚点的距离最小的重投影点,更新摄像机C2当前跟踪结果,并执行步骤八八、判断摄像机C2是否检测出独立的目标;如果摄像机C2未检测出独立的目标,则执行步骤七;如果摄像机C2检测出独立的目标,则将labell赋予摄像机C2当前跟踪的结果。优选地,步骤(6)中,计算候选目标的子步骤如下:(a)利用GPS接收器测得摄像机中心在场景平面垂直投影点的GPS坐标gC1、gC2简称摄像机中心投影点;(b)将每一个摄像机前景中,表示行人前景区域的矩形框上面两个顶点,通过单应矩阵投影到场景平面上,得到(c)连接上述投影点和对应的摄像机中心投影点,得到4条位于场景平面上的直线(d)计算上述直线的交点p1、p2、p3、p4并把交点坐标作为候选脚点坐标;记l1、l2分别为两条单应投影线,直线的端点分别为(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),l1:y=k1(x-x0)+y0,l2:y=k2(x-x2)+y2,k1、k2是两直线的斜率,两直线交于一点(x,y),联立可得根据上面的方法对摄像机gC1、gC2中的连线求交点即可得到候选目标脚点。相对于现有技术的有益效果,本专利技术重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统相比于单摄像机目标跟踪,多摄像机具有监控范围广,观测视角多等优点,并且可以利用多摄像机环境约束和多重前景信息获得鲁棒性的跟踪效果,很好的解决跟踪过程中出现的遮挡问题;使目标即使在遮挡的视角仍然能够高精度的完成目标定位和跟踪,具有良好的市场应用价值。附图说明图1为目标定位子系统流程图;图2为目标跟踪子系统流程图;图3为Vibe算法背景建模示意图;图4为矩形框表示的两视角下行人前景区域;图5为候选目标脚点产生示意图;图6为严重遮挡情况下两视角前景检测示意图;图7为候选目标脚点产生示意图;图8为脚点投影点的产生的示意图;图9为脚点重心与候选脚点关系示意图;图10为重叠视域目标交接示意图;图11为相邻摄像机可视区域示意图。具体实施方式需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本专利技术说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。为了便于理解本专利技术,下面结合附图和具体实施例,对本专利技术进行更详细的说明。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是,本专利技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本专利技术。下面结合附图对本专利技术作详细说明。如图1所示,目标定位子系统包括以下步骤:(1)摄像机C1和摄像机C2分别采集前景图像;(2)通过Vibe检测算法对前景图像进行检测与加框处理;(3)对步骤(2)中前景图像中的头部前景进行采样,形成头部采样点;(4)对头部采样点进行投影;(5)连接投影点及摄像机中心投影点;(6)计算候选目标脚点;(7)对候选目标脚点加权求和,得出目标脚点;(8)对步骤(2)中前景图像中的胸部前景进行采样,形成胸部采样点;(9)对胸部采样点进行投影;(10)计算脚点重心;(11)对步骤(7)中目标脚点和步骤(10)中脚点重心进行求和求平均值;(12)得出目标脚点坐标。Vibe检测算法对前景图像进行检测和加框处理前景检测的目的是对摄像机拍摄的视频图像,提取其中的移动目标区域。当目标进入摄像机拍摄区域时,摄像机会捉目标在其视野范围内运动过程中的每一帧图像。对这些图像进行前景检测,分割出目标的前景区域。Vibe(Visualbackgroundextracts)是一种实时性高的像素级的前景检测算法;它的主要思想是使用单帧图像作为初始化背景模型的依据,同时结合像素点空间分布的相关性,为每个像素点存储一个样本集,样本集中采样值就是该像素点过去的像素值和其邻居点的像素值,然后将本文档来自技高网
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重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统

【技术保护点】
重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统,其特征在于,包括目标定位子系统和目标跟踪子系统,所述目标定位子系统包括以下步骤:(1)摄像机C1和摄像机C2分别采集前景图像;(2)通过Vibe检测算法对前景图像进行检测与加框处理;(3)对步骤(2)中前景图像中的头部前景进行采样,形成头部采样点;(4)对头部采样点进行投影;(5)连接投影点及摄像机中心投影点;(6)计算候选目标脚点;(7)对候选目标脚点加权求和,得出目标脚点;(8)对步骤(2)中前景图像中的胸部前景进行采样,形成胸部采样点;(9)对胸部采样点进行投影;(10)计算脚点重心;(11)对步骤(7)中目标脚点和步骤(10)中脚点重心进行求和求平均值;(12)得出目标脚点坐标;目标跟踪子系统包括以下步骤:一、摄像机C1对目标进行检测和跟踪,并根据目标定位子系统记录目标的脚点坐标;二、获取摄像机视野分界线;三、摄像机C2检测到新目标,判断新目标是否在摄像机C1视野中;四、若新目标不在摄像机C1视野中,则重复步骤三;若新目标在摄像机C1视野中;则进入下一步骤;五、计算距离视野分界线最小的目标,并判断是最小的目标否被遮挡;六、如果最小的目标被遮挡,则执行步骤七;如果最小的目标未被遮挡,则执行步骤八;七、多摄像机协同定位,找到与摄像机C1中的跟踪目标脚点的距离最小的重投影点,更新摄像机C2当前跟踪结果,并执行步骤八八、判断摄像机C2是否检测出独立的目标;如果摄像机C2未检测出独立的目标,则执行步骤七;如果摄像机C2检测出独立的目标,则将labell赋予摄像机C2当前跟踪的结果。...

【技术特征摘要】
1.重叠视域多摄像机协同的目标定位与跟踪系统,其特征在于,包括目标定位子系统和目标跟踪子系统,所述目标定位子系统包括以下步骤:(1)摄像机C1和摄像机C2分别采集前景图像;(2)通过Vibe检测算法对前景图像进行检测与加框处理;(3)对步骤(2)中前景图像中的头部前景进行采样,形成头部采样点;(4)对头部采样点进行投影;(5)连接投影点及摄像机中心投影点;(6)计算候选目标脚点;(7)对候选目标脚点加权求和,得出目标脚点;(8)对步骤(2)中前景图像中的胸部前景进行采样,形成胸部采样点;(9)对胸部采样点进行投影;(10)计算脚点重心;(11)对步骤(7)中目标脚点和步骤(10)中脚点重心进行求和求平均值;(12)得出目标脚点坐标;目标跟踪子系统包括以下步骤:一、摄像机C1对目标进行检测和跟踪,并根据目标定位子系统记录目标的脚点坐标;二、获取摄像机视野分界线;三、摄像机C2检测到新目标,判断新目标是否在摄像机C1视野中;四、若新目标不在摄像机C1视野中,则重复步骤三;若新目标在摄像机C1视野中;则进入下一步骤;五、计算距离视野分界线最小的目标,并判断是最小的目标否被遮挡;六、如果最小的目标被遮挡,则执行步骤七;如果最小的目标未被遮挡,则执行步骤八;七、多摄像机协同定位,找到与摄像机C1中的跟踪目标脚点的距离最小的重投影点,更新摄像机C2当前跟踪结果,...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁凤仪
申请(专利权)人:深圳市伊码泰珂电子有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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