一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于视频监控领域，提供一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法及其装置，所述方法包括：获取被跟踪目标在视频帧中的相对位置；分区域设定摄像机等级速度；等级速度的设定根据被跟踪目标在视频帧中偏离该帧图像中心点的相对位置确定，相对位置距离中心点越远，摄像机等级速度越大；将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度；根据所述摄像机参照角速度计算当前摄像机实际角速度；将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度。本发明专利技术所述方法和装置能达到精确控制摄像机根据不同区域以不同的等级速度旋转的目的，使摄像机达到准确定位、平稳过渡的效果，解决了现有摄像机在移动时出现的卡顿及不连贯、不平滑现象。

【技术实现步骤摘要】
一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法和装置
本专利技术涉及视频监控领域，尤其涉及一种在PTZ(Pan/Tilt/Zoom简写，代表云台全方位(上下、左右)移动及镜头变倍、变焦控制)目标跟踪时对摄像机进行控制的方法及装置。
技术介绍
在视频监控领域，PTZ摄像机广泛用于广阔区域的目标跟踪。相较于传统固定摄像头的摄像机，PTZ具有监控范围广阔、跟踪目标场景增大及可变焦距等多重优势，利用这些优势，结合视频图像分析、目标跟踪定位及PTZ摄像机的控制，能够在一定场景内对被跟踪目标进行跟踪、抓拍及报警联动。目前的PTZ跟踪技术大多侧重于算法层面的优化与改善，多数算法是根据当前帧与前后几帧的比较判断来实现目标位置的预测，当收到各种干扰时，如光照、形变、遮挡、图像质量和目标颜色变化等，算法将难以提供被跟踪目标的准确位置，从而导致跟踪目标丢失和预测位置不准确等问题。如此完全依赖于跟踪算法进行PTZ摄像机的控制，将导致较大的误差。并且，目前大多数PTZ跟踪技术是单一靠算法计算出目标位置再提供给摄像机作参考以确定移动方向，而实际情况是当目标移动时，如果在整个画面中不采取任何策略仅靠单一的摄像机移动指令会造成多种问题，比如如果摄像机运动速度过慢，会导致跟踪目标消失在PTZ视频画面的视野区域，丢失跟踪目标。如果摄像机整体的运动幅度或者运动步长过大则会产生画面晃动现象，同时又反过来影响跟踪算法，造成跟踪算法不稳定。同时在算法预测过程中产生累计误差的情况下，继续按照算法计算出的位置信息来操控摄像机也会产生严重的跟踪错误及跟踪目标丢失情况。而且现有仅通过摄像机移动指令来直接控制摄像机运动的方法也容易出现摄像机卡顿或者摄像机漂移、超出被跟踪目标的视野等弊端。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法和装置，能达到精确控制摄像机根据不同区域以不同的等级速度旋转，使摄像机达到准确定位、平稳过渡的效果，解决了现有摄像机在移动时出现的卡顿及不连贯、不平滑现象。本专利技术提供一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法，包括如下步骤：获取被跟踪目标在视频帧中的相对位置；分3个区域设定摄像机等级速度，，公式如下：X轴方向等级速度其中XMOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a＝50、b＝30为摄像机经验值，posx为被跟踪目标所在位置点的x坐标，width表示图像宽度，abs是指对括号中的内容取绝对值；Y轴方向等级速度其中YMOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A＝40、B＝30为摄像机经验值，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，height表示图像高度；等级速度的设定根据被跟踪目标在视频帧中偏离该帧图像中心点的相对位置确定，相对位置距离中心点越远，摄像机等级速度越大；将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度；根据所述摄像机参照角速度计算当前摄像机实际角速度；将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度。其中，所述将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度，公式如下：水平方向：Vx＝θpan＝p1Pan02+p2Pan0+p3其中，p1、p2、p3为实际测试得出的系数，不同摄像机测试计算出的系数不同；垂直方向：Vy＝θtilt＝t1Tilt02+t2Tilt0+t3其中t1、t2、t3为实际测试得出的系数，不同摄像机测试计算出的系数不同。其中，所述根据摄像机参照角速度计算当前摄像机实际角速度，公式如下：水平方向：垂直方向：其中d0为初始化物距，范围为5-8米，d1为当前物距。其中，所述d0初始化物距设置为6米。其中，所述将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度，公式如下：求解水平方向摄像机实际角速度：Vx_new＝θpan＝p1Pan02+p2Pan0+p3得到水平方向摄像机实际输出等级速度：求解垂直方向摄像机实际角速度：Vy_new＝θpan＝t1Tilt02+t2Tilt0+t3得到垂直方向摄像机实际输出等级速度：其中，所述分区域设定摄像机等级速度，区域之间的划分可以是等距划分或者不等距划分。其中，所述划分的区域为三个区域，距离图像中心点由近到远依次分别为第一区域、第二区域、第三区域，每个区域之间摄像机的运动速度均不一样；摄像机在第一区域运动的等级速度小于在第二区域运动的等级速度，摄像机在第二区域运动的等级速度小于在第三区域运动的等级速度。本专利技术还提供一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制装置，包括：目标位置获取模块，用于获取被跟踪目标在视频帧中的相对位置；等级速度设定模块，用于分3个区域设定摄像机等级速度，等级速度的设定根据被跟踪目标在视频帧中偏离该帧图像中心点的距离确定，距离中心点越远摄像机等级速度越大；参照角速度转换模块，用于将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度；实际角速度计算模块，用于根据摄像机参照角速度计算当前摄像机实际角速度；实际等级速度转换模块，用于将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度；其中，分3个区域设定摄像机等级速度，公式如下：X轴方向等级速度其中XMOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a＝50、b＝30为摄像机经验值，posx为被跟踪目标所在位置点的x坐标，width表示图像宽度，abs是指对括号中的内容取绝对值；Y轴方向等级速度其中YMOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A＝40、B＝30为摄像机经验值，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，height表示图像高度。本专利技术所述方法和装置通过检测被跟踪目标在视频帧图像中距离图像中心点的相对位置，并根据相对位置信息计算出摄像机在不同区域的等级速度，将等级速度转换为摄像机参照角速度，并根据摄像机参照角速度计算出当前摄像机实际角速度，再将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度，从而达到精确控制摄像机根据不同区域以不同的等级速度旋转的目的，使摄像机达到准确定位、平稳过渡的效果，解决了现有摄像机在移动时出现的卡顿及不连贯、不平滑现象。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。图1为本专利技术实施例一一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法流程图；图2为本专利技术实施例二一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法流程图；图3为本专利技术实施例二区域划分示意图；图4为本专利技术实施例二水平方向二次曲线拟合示意图；图5为本专利技术的实施二垂直方向二次曲线拟合示意图；图6为本专利技术实施例三一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制装置示意图。具体实施方式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，本领域普通技术人员在没有做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。实施例一：请参阅图1，其为本专利技术实施例提供的一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法的流程图，具体包括以下步骤：S101、获取被跟踪目标在视频帧中的相对位置。本实施例中，相对位置是指被跟踪目标在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法，其特征在于，包括如下步骤：?获取被跟踪目标在视频帧中的相对位置；?分区域设定摄像机等级速度；?等级速度的设定根据被跟踪目标在视频帧中偏离该帧图像中心点的相对位置确定，相对位置距离中心点越远，摄像机等级速度越大；?将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度；?根据所述摄像机参照角速度计算当前摄像机实际角速度；?将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度。

【技术特征摘要】
1.一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取被跟踪目标在视频帧中的相对位置；分3个区域设定摄像机等级速度，公式如下：X轴方向等级速度其中XMOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a＝50、b＝30为摄像机经验值，posx为被跟踪目标所在位置点的x坐标，width表示图像宽度，abs是指对括号中的内容取绝对值；Y轴方向等级速度其中YMOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A＝40、B＝30为摄像机经验值，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，height表示图像高度；等级速度的设定根据被跟踪目标在视频帧中偏离该帧图像中心点的相对位置确定，相对位置距离中心点越远，摄像机等级速度越大；将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度；根据所述摄像机参照角速度计算当前摄像机实际角速度；将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度。2.根据权利要求1所述的用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法，其特征在于，所述将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度，公式如下：水平方向：Vx＝θpan＝p1Pan02+p2Pan0+p3其中，p1、p2、p3为实际测试得出的系数，不同摄像机测试计算出的系数不同；垂直方向：Vy＝θtilt＝t1Tilt02+t2Tilt0+t3其中t1、t2、t3为实际测试得出的系数，不同摄像机测试计算出的系数不同。3.根据权利要求2所述的用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法，其特征在于，所述根据摄像机参照角速度计算当前摄像机实际角速度，公式如下：水平方向：垂直方向：其中d0为初始化物距，范围为5-8米，d1为当前物距。4.根据权利要求3所述的用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法，其特征在于，所述d0初始化物距设置为6米。5.根据权利要求2所述的用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法，其特征在于，所述将当前摄像机实际角速度转换为摄像机实际输出等级速度，公式如下：求解...

【专利技术属性】
技术研发人员：张甜甜，王军，陈先开，吴金勇，聂志辉，
申请(专利权)人：中安消技术有限公司，
类型：发明
国别省市：