一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法和系统，利用枪机画面中的目标跟踪数据修正ptz设备的画面跟踪数据产生的ptz设备运动控制参数，能够提高ptz设备跟踪监视场景中目标的成功率。中目标的成功率。中目标的成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法和系统


[0001]本专利技术涉及智能安防监控领域，具体涉及一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法和系统。

技术介绍

[0002]在现代智能化安防监控中，自动分析监视场景中目标行为意图，例如目标是否即将进入限制区域、快速移动等，对于减轻工作人员负荷，提升系统的实用价值具有重要意义。而要进行目标行为意图的自动分析，需先感知到监视场景中的目标，尤其是通过ptz(Pan/Tilt/Zoom的简写，代表云台全方位(左右/上下)移动及镜头变倍、变焦控制)设备如云台摄像机、ptz球机等，利用其水平和垂直方向上的旋转和景深方向的缩放功能，不仅可锁定大范围移动的目标，还可提供目标细节纹理丰富的特写画面。纹理丰富的特写画面为后续智能化分析算法应用提供了前提。通过手动控制云台摄像机旋转缩放，不仅给工作人员增加了工作量，同时得到的监控画面也不平滑连续，更重要的是难以跟踪快速移动的目标，因此，为了更好的实现ptz设备对监视场景中目标的跟随锁定，有必要实现对ptz设备旋转缩放的自动控制。
[0003]现有的ptz设备自动控制，依据其控制数据来源大致可分为主动式和被动式。主动式需要场景中目标加载GPS定位追踪设备、电子罗盘、或其他辅助参考组件等设备，目标主动告知ptz设备其位置信息，用于实现对ptz设备的旋转缩放控制或用于对系统初始化校正，该种模式不仅增加了系统的复杂性和提高了投入成本，且目标需要携带辅助设备导致实际应用受到一定限制。被动式则不需要目标主动告知ptz设备其位置信息，而是通过图像智能分析算法自动检测跟踪ptz设备画面中的特定目标，通过目标位置控制ptz设备旋转缩放，该种方式系统相对简单，不需要额外设备投入，更重要的是几乎能够处理闯入监视场景中的各种对象，因此得到了大量的应用。然而被动式ptz设备控制性能好坏取决于图像智能分析算法是否能持续稳定的跟踪画面中的目标，现实应用中，由于目标在监视场景中大范围移动，例如对机场飞行区的监视中飞机从停机位滑行上跑道，为了保持对目标跟踪，ptz设备也需要快速旋转缩放，导致目标姿态、画面背景、场景光照等因素容易呈现较大差异，进而容易导致图像智能分析算法不能持续稳定的跟踪画面中的目标。
[0004]但是在枪机画面中，由于枪机静止，上述因素的变化程度相对较低，因此对于场景中的目标，枪机画面中的目标跟踪成功率较ptz设备画面中的目标跟踪成功率高，如果利用枪机画面中的目标跟踪数据修正ptz设备的画面跟踪数据产生的ptz设备运动控制参数，则可提高ptz设备跟踪监视场景中目标的成功率。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术实施例提供一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法，包括以下步骤：
[0007]S10，获取监视场景中的同一感兴趣目标在ptz设备画面中的第一初始位置信息和
在枪机画面中的第二初始位置信息，并根据获取的第一初始位置信息启动第一目标跟踪算法以及根据获取的第二初始位置信息启动第二目标跟踪算法；
[0008]S20，分别利用第一目标跟踪算法和第二目标跟踪算法获取感兴趣目标在ptz设备画面中的位置以及在枪机画面中的位置，得到第一跟踪位置和第二跟踪位置；
[0009]S30，基于第一目标跟踪算法获取的当前帧对应的第一当前跟踪位置，确定当前帧和下一帧之间的时间间隔内ptz设备的运动控制参数值，包括在水平、垂直、景深方向上的运动控制参数值；
[0010]S40，基于第二目标跟踪算法获取的当前帧对应的第二当前跟踪位置以及枪机画面和ptz设备的空间对应映射关系，确定枪机画面中的感兴趣目标相对ptz设备的坐标空间中的位置；
[0011]S50，基于ptz设备当前的空间位置、运动控制参数值、枪机画面中的感兴趣目标相对ptz设备的坐标空间中的位置，对所述运动控制参数值进行修正；
[0012]S60，根据修正后的运动控制参数值对ptz设备的运动进行控制。
[0013]本专利技术实施例还提供一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪系统，包括：通信连接的前端监视设备、后台数据处理设备和客户交互终端；
[0014]所述前端监视设备包括设置在监视场景中的枪机和ptz设备；
[0015]所述客户交互终端用于确定监视场景需要跟踪的感兴趣目标，并将确定的感兴趣目标在ptz设备画面中的第一初始位置信息或在枪机画面中的第二初始位置信息发送给所述后台数据处理设备；
[0016]所述后台数据处理设备用于执行计算机程序，以实现如下步骤：
[0017]S1，根据获取的第一初始位置信息启动第一目标跟踪算法以及根据获取的第二初始位置信息启动第二目标跟踪算法；
[0018]S2，分别利用第一目标跟踪算法和第二目标跟踪算法获取感兴趣目标在ptz设备画面中的位置以及在枪机画面中的位置，得到第一跟踪位置和第二跟踪位置；
[0019]S3，基于第一目标跟踪算法获取的当前帧对应的第一当前跟踪位置，确定当前帧和下一帧之间的时间间隔内ptz设备的运动控制参数值，包括在水平、垂直、景深方向上的运动控制参数值；
[0020]S4，基于第二目标跟踪算法获取的当前帧对应的第二当前跟踪位置以及枪机画面和ptz设备的空间对应映射关系，确定枪机画面中的感兴趣目标相对ptz设备的坐标空间中的位置；
[0021]S5，基于ptz设备当前的空间位置、运动控制参数值、枪机画面中的感兴趣目标相对ptz设备的坐标空间中的位置，对所述运动控制参数值进行修正；
[0022]S6，根据修正后的运动控制参数值对ptz设备的运动进行控制。
[0023]本专利技术实施例提供的基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法和系统，利用枪机画面中的目标跟踪数据修正ptz设备的画面跟踪数据产生的ptz设备运动控制参数，能够提高ptz设备跟踪监视场景中目标的成功率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例提供的基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法的流程示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例提供的基于枪机和ptz设备的目标跟踪系统的结构框图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例提供一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法，可包括以下步骤：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于枪机和ptz设备的目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：S10，获取监视场景中的同一感兴趣目标在ptz设备画面中的第一初始位置信息和在枪机画面中的第二初始位置信息，并根据获取的第一初始位置信息启动第一目标跟踪算法以及根据获取的第二初始位置信息启动第二目标跟踪算法；S20，分别利用第一目标跟踪算法和第二目标跟踪算法获取感兴趣目标在ptz设备画面中的位置以及在枪机画面中的位置，得到第一跟踪位置和第二跟踪位置；S30，基于第一目标跟踪算法获取的当前帧对应的第一当前跟踪位置，确定当前帧和下一帧之间的时间间隔内ptz设备的运动控制参数值，包括在水平、垂直、景深方向上的运动控制参数值；S40，基于第二目标跟踪算法获取的当前帧对应的第二当前跟踪位置以及枪机画面和ptz设备的空间对应映射关系，确定枪机画面中的感兴趣目标相对ptz设备的坐标空间中的位置；S50，基于ptz设备当前的空间位置、运动控制参数值、枪机画面中的感兴趣目标相对ptz设备的坐标空间中的位置，对所述运动控制参数值进行修正；S60，根据修正后的运动控制参数值对ptz设备的运动进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一初始位置信息和所述第二初始位置信息基于点击的ptz设备画面或者枪机画面确定。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一初始位置信息和所述第二初始位置信息基于点击的ptz设备画面或者枪机画面确定，包括：S101，如果当前点击的是ptz设备画面，获取第一初始位置信息；S102，根据ptz设备当前所处的空间位置、ptz设备当前参数和感兴趣目标在ptz设备画面中的第一初始位置信息，确定感兴趣目标相对于ptz设备的坐标空间位置；S103，根据感兴趣目标相对于ptz设备的坐标空间位置以及枪机画面和ptz设备的空间对应映射关系，确定感兴趣目标在枪机画面中的第二初始位置信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在S103中，第二初始位置信息通过如下方式确定：S1031，以感兴趣目标相对于ptz设备的坐标空间位置作为参考位置，在表征枪机画面和ptz设备的空间对应映射关系的映射矩阵中获取距离参考位置最近的L个近邻元素单元；S1032，对L个近邻元素单元中表示图像像素坐标的数据进行双线性插值，得到感兴趣目标在枪机画面中的第二初始位置信息。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一初始位置信息和所述第二初始位置信息基于点击的ptz设备画面或者枪机画面确定，包括：S104，如果当前点击的是枪机画面，获取第二初始位置信息；S105，根据第二初始位置信息，枪机画面和ptz设备的空间对应映射关系，确定感兴趣目标相对于ptz设备的空间位置；S106，根据感兴趣目标相对于ptz设备的空间位置控制ptz设备转动到感兴趣目标相对于ptz设备的空间位置，以在ptz设备画面中捕获该感兴趣目标，得到第一初始位置信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在S105中，感兴趣目标相对于ptz设备的空间位置通过如下方式确定：
S1051，以第二初始位置信息作为参考位置，在表征枪机画面和ptz设备的空间对应映射关系的映射矩阵中获取距离参考位置最近的L个近邻元素单元；S1052，对L个近邻元素单元中表示ptz设备位置的数据进行双线性插值，得到感兴趣目标相对于ptz设备的空间位置。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S50进一步包括：S501，获取Δv
i
＝v
ic
‑
v
iptz
；其中，v
ic
∈(v
1c
，v
2c
，v
3c
)，v
iptz
∈(v
1ptz
，v
2ptz
，v
3ptz
)，Δv
i
∈(Δv1，Δv2，Δv3)，i的取值为1到3；v
1c
，v
2c
，v
3c
分别表示枪机画面中的感兴趣目标相对于ptz设备的坐标空间中的水平方向、垂直方向和景深方向的坐标；v
1ptz
，v
2ptz
，v
3p...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨樊，何东林，刘凌风，唐墨臻，王凯，乔祎，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：