一种物体追踪装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种物体追踪装置，通过在座台上设置镜头以及反射镜，利用反射镜的反射作用，令周边场景在镜头内形成图像，通过能够运动的座台使摄像设备运动并完成对准追踪，不会存在视角限制，而如果采用多镜头，也不必多镜头同时工作，降低对硬件型号及参数的需求。本发明专利技术公开了一种物体追踪方法，利用反射镜的反射作用，令周边场景在镜头内形成图像序列，通过比较图像序列中的图像，利用阈值进行判断，得出待追踪物体的图像，通过坐标计算完成追踪物体的定位，进而对座台发出运动指令，使得摄像设备的摄像头对准追踪物体，由于通过反射镜配和镜头采集图像，无需计算并叠加多个镜头的数据，计算方法简单快捷。

An Object Tracking Device and Method

【技术实现步骤摘要】
一种物体追踪装置及方法
本专利技术属于物体自动追踪设备领域，特别是一种物体追踪装置及方法。
技术介绍
目前常规的追踪设备一般是将手机或平板等安装在云台上，通过软件的运用并结合手机或平板自带的前置摄像头，或是结合有源跟踪技术，来实现云台的自动跟踪。其中自动跟踪在进行跟踪时，采用的是动态识别技术，当物体没有正对手机摄像头，或是手机自带摄像头清晰度不够好的时候跟踪效果较差；另外手机摄像头或者单摄像头的云台产品，由于摄像头本身都会有一定规格的视角限制即一固定的FOV(视场角)，如果物体离开摄像头视角，云台就无法正常工作；常规产品由于采用一个摄像头结合步进电机的形式，不能实时采集运动物体的实时情况，并给电机实时的反馈，所以在跟踪物体时会出现反应迟钝等现象。因而目前出现了在追踪设备上放置摄像头，利用追踪设备自身安装的摄像头进行识别后再进行跟踪，由于采用摄像头直接采集场景图像，因而对摄像头的个数有所要求。如果采用3个以下摄像头的产品，由于摄像头本身的视角限制，不能实时采集运动物体的实时情况，并给电机实时的反馈，所以在跟踪物体时会出现反应迟钝等现象；如果采用多摄像头的产品，不仅由于多个摄像头导致生产成本上升，而且需要通过较好的处理芯片处理摄像头采集的图像，进一步导致生产成本上升。
技术实现思路
本专利技术追踪装置的工作原理为：在座台上设置镜头以及反射镜，利用反射镜的反射作用，镜头通过反射镜面得到包含追踪目标的图像，通过能够运动的座台使摄像设备运动并完成对准追踪。由于采用反射镜，能实现广角度的反射，因而如果采用3个以下镜头，也不会存在视角限制，而如果采用多镜头，也不必多镜头同时工作，降低对硬件型号及参数的需求。本专利技术追踪方法的工作原理为：利用反射镜的反射作用，令周边场景在镜头内形成图像序列，通过比较图像序列中的图像，利用阈值进行判断，得出待追踪物体的图像，通过坐标计算完成追踪物体的定位，进而对座台发出运动指令，使得摄像设备的摄像头对准追踪物体。由于通过反射镜配和镜头采集图像，无需计算并叠加多个镜头的数据，计算方法简单快捷。为了解决上述问题，本专利技术提出一种物体追踪装置及方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种物体追踪装置，包括镜头、反射镜面和可以运动的座台，所述座台用于连接拍摄设备，镜头和反射镜面设置在座台上，反射镜面用于扩展FOV并且至少部分反射镜面凸起，镜头通过反射镜面得到包含追踪目标的图像，由追踪目标在图像中的位置得出追踪位置，座台运动到追踪位置使得拍摄设备对准追踪目标。进一步的，所述追踪位置由镜头得出或者由设置有控制装置的座台得出或者由拍摄设备得出。通过不同结构实现追踪功能，根据不同结构的成本，可以将装置分档，并且根据不同档次的装置得到不同的操作体验。作为优选，所述镜头设置有控制模块，控制模块设置有信号传输单元，信号传输单元对座台输出追踪位置。通过镜头内置的控制模块实现追踪的计算和信号的输出，镜头直接控制座台，简化座台结构，可以使座台轻量化以及微型化。作为优选，所述座台设置有控制装置，控制装置设置有图像单元和传输单元，图像单元通过镜头的图像得出追踪位置，图像单元通过传输单元为座台的运动提供追踪位置。在座台上安装控制装置，可以使用现有的摄像镜头以及电路板，无须改变硬件结构，工艺简单，同时各个部件间的通讯匹配度高，不易出现匹配不良的情况。作为优选，还包括数据输出单元和数据传输单元，所述镜头通过数据输出单元连接拍摄设备，拍摄设备通过数据传输单元连接座台，数据输出单元将图像输入拍摄设备，数据传输单元对座台输出追踪位置。通过利用拍摄设备自身的处理器处理图像及计算，能最大限度的降低成本。进一步的，所述镜头数量为1个并且镜头通过与反射镜面的配合得到场景的图像角度范围为60度-360度。利用单镜头与反射镜面即可实现广角景像的捕捉，取景范围与多镜头一致，不会存在视角限制，同时搭配使用的芯片无需采用价位高的种类，在进一步降低生产成本的同时又保证取得广角的图像。进一步的，所述座台包括基座台、工作台和运动部件，运动部件一端连接基座台且另一端连接工作台，工作台通过运动部件可相对基座台运动。进一步的，所述基座台包括底座和支架，支架与底座连接，镜头设置在底座上，在镜头投影到支架上的位置设置反射镜面。作为优选，所述基座台包括底座、支架和辅反射镜面，支架与底座连接，反射镜面设置在支架上，镜头和辅反射镜面设置在底座上，辅反射镜面设置在镜头外侧并且不覆盖镜头。通过设置辐反射镜面实现二次反射，形成两幅相配对的图像，由于同一空间点的成像来自两个不同的光路，通过融合两幅图像进行超分辨率重建，形成清晰的图像。作为优选，所述辅反射镜面为中间开孔的双曲面形镜面，反射镜面为圆锥形镜面。作为优选，所述基座台还包括连接件和中间镜面，连接件与底座或支架连接，中间镜面与连接件连接并设置在镜头与反射镜面之间，中间镜面与镜头平行，中间镜面开设通孔，中间镜面的通孔截面大于镜头的最大截面，镜头中心线与中间镜面的通孔的中心线重合并且镜头中心线与反射镜面中心线重合。利用中间镜面对辅反射镜面的光路进行二次反射，使得图像的内环和外环的景深范围基本一致，消除由多个反射镜面所带来的图像散焦情形。作为优选，所述辅反射镜面为中间开孔的双曲面形镜面，反射镜面为圆锥形镜面，中间镜面为圆环形平面镜。作为优选，所述反射镜面为圆锥形镜面或多棱锥形镜面或旋转对称光学非球面镜面。一种物体追踪方法，包括以下步骤：S1，镜头通过与反射镜面的配合得到场景的图像；S2，将当前帧图像与之前中的一帧图像，或当前帧图像与之前中的几帧图像的算法平均值进行比较，图像变化超过阈值的区域为显著区域；S3，根据显著区域进行计算得出座台的追踪位置；S4，根据追踪位置，对座台发出指令，座台运动使得拍摄设备对准目标位置。进一步的，所述S3中的计算方法为：第一步，对图像进行定义，定义零度方向，根据显著区域内任一点A与图像内另一点O间的坐标关系，得到向量OA；第二步，座台的旋转中心在镜头上的投影点所形成的在图像中的像点为C，根据标定测得向量CO；第三步，计算得到旋转向量CA＝CO+OA；第四步，CA的方向与图像零度方向间夹角为θ，初始零度夹角为δ，则目标转向角ψ＝δ+θ。通过选取点A和点O，利用向量OA和向量CO相加得到向量CA，用于校正偏心问题，确保即使镜头中心在图像中的像点与座台的旋转中心在图像中的像点不相重合，也能得出正确的旋转向量。作为优选，所述S4中将拍摄设备的摄像头的轴心对准ψ方向即完成对准，初始零度夹角δ＝α+β，其中α为图像零度方向与座台零度方向夹角，β为图像零度方向与摄像头零度方向夹角。进一步的，对图像变化超过阈值的区域做算法过滤，过滤后的区域为显著区域。进一步的，所述S3中，镜头得到的追踪目标在图像中的坐标为(x，y)，通过坐标转换算法校正得出追踪目标在图像中的校正坐标为(xˊ，yˊ)，利用校正坐标计算追踪位置。进一步的，所述S2中的阈值由图像的亮度差或亮度范围差或色差或亮度差、亮度范围差、色差任意结合得出。进一步的，所述图像为圆形、环形、不规则扇形或不规则多边形。本专利技术同现有技术相比具有以下优点及效果：1、本专利技术在座台上设置镜头以及反射镜，利用反射镜的反射作用，令周边场景在镜头内形成图像，通过能够运动的座台使摄像设备运动并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物体追踪装置，其特征在于，包括镜头、反射镜面和可以运动的座台，所述座台用于连接拍摄设备，镜头和反射镜面设置在座台上，反射镜面用于扩展FOV并且至少部分反射镜面凸起，镜头通过反射镜面得到包含追踪目标的图像，由追踪目标在图像中的位置得出追踪位置，座台运动到追踪位置使得拍摄设备对准追踪目标。

【技术特征摘要】
1.一种物体追踪装置，其特征在于，包括镜头、反射镜面和可以运动的座台，所述座台用于连接拍摄设备，镜头和反射镜面设置在座台上，反射镜面用于扩展FOV并且至少部分反射镜面凸起，镜头通过反射镜面得到包含追踪目标的图像，由追踪目标在图像中的位置得出追踪位置，座台运动到追踪位置使得拍摄设备对准追踪目标。2.根据权利要求1所述的物体追踪装置，其特征在于，所述追踪位置由镜头得出或者由设置有控制装置的座台得出或者由拍摄设备得出。3.根据权利要求2所述的物体追踪装置，其特征在于，所述镜头设置有控制模块，控制模块设置有信号传输单元，信号传输单元对座台输出追踪位置。4.根据权利要求2所述的物体追踪装置，其特征在于，所述座台设置有控制装置，控制装置设置有图像单元和传输单元，图像单元通过镜头的图像得出追踪位置，图像单元通过传输单元为座台的运动提供追踪位置。5.根据权利要求2所述的物体追踪装置，其特征在于，还包括数据输出单元和数据传输单元，所述镜头通过数据输出单元连接拍摄设备，拍摄设备通过数据传输单元连接座台，数据输出单元将图像输入拍摄设备，数据传输单元对座台输出追踪位置。6.根据权利要求2所述的物体追踪装置，其特征在于，所述镜头数量为1个并且镜头通过与反射镜面的配合得到场景的图像角度范围为60度-360度。7.根据权利要求1所述的物体追踪装置，其特征在于，所述座台包括基座台、工作台和运动部件，运动部件一端连接基座台且另一端连接工作台，运动部件可使工作台相对基座台运动。8.根据权利要求7所述的物体追踪装置，其特征在于，所述基座台包括底座和支架，支架与底座连接，镜头设置在底座上，在镜头投影到支架上的位置设置反射镜面。9.根据权利要求7所述的物体追踪装置，其特征在于，所述基座台包括底座、支架和辅反射镜面，支架与底座连接，反射镜面设置在支架上，镜头和辅反射镜面设置在底座上，辅反射镜面设置在镜头外侧并且不覆盖镜头。10.根据权利要求9所述的物体追踪装置，其特征在于，所述辅反射镜面为中间开孔的双曲面形镜面，反射镜面为圆锥形镜面。11.根据权利要求9所述的物体追踪装置，其特征在于，所述基座台还包括连接件和中间镜面，连接件与底座或支架连接，中间镜面与连接件连接并设置在镜头与反射镜面之间，中间镜面与镜头平行，中间镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱昊，
申请(专利权)人：杭州他若信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33