使用攝像機(jī)跟隨由標(biāo)簽裝置所標(biāo)記對象的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種使用攝像機(jī)跟隨由標(biāo)簽裝置所標(biāo)記對象的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些情境中，借助于攝像機(jī)自動地跟隨移動對象(諸如人)是重要的。這種情境的示例是跟隨帶有平移傾斜變焦(pan-tilt-zoom, PTZ)攝像機(jī)的保安員以增加他們的安全性。為了便于跟蹤移動對象，可以由與攝像機(jī)通信的標(biāo)簽裝置做標(biāo)記。例如，被跟蹤的人可以佩戴或攜帶將位置信息發(fā)射給攝像機(jī)的標(biāo)簽裝置。
[0003]WO 2013/131036A1公開一種用于將攝像機(jī)指向遠(yuǎn)程目標(biāo)的系統(tǒng)。根據(jù)由全球定位技術(shù)得到的當(dāng)?shù)匦畔⒑陀梢暰€檢測得到的定向信息的結(jié)合來控制攝像機(jī)的指向。特別地，對于攝像機(jī)與目標(biāo)之間的短距離(通常小于10米)，借助于目標(biāo)將輻射信號發(fā)送至攝像機(jī)得到視線方向。對于大的距離(通常大于10米)，使用全球定位技術(shù)測量目標(biāo)的位置。
[0004]全球定位技術(shù)的缺點(diǎn)在于它們提供具有有限精度的位置信息，特別是當(dāng)涉及測量高度時。由此，如果基于全球定位技術(shù)控制攝像機(jī)，那么攝像機(jī)的控制將具有有限的精度，特別是在傾斜方向上。因此，有必要改善攝像機(jī)的控制，特別是在傾斜方向上，使得它可以即使在長距離上也能以高精度跟隨被標(biāo)記對象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述，本申請的目的是減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)并且提供使用攝像機(jī)跟隨由標(biāo)簽裝置所標(biāo)記對象的改良系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，上述目的是由使用攝像機(jī)跟隨由標(biāo)簽裝置所標(biāo)記對象的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述系統(tǒng)包括:標(biāo)簽裝置，用于標(biāo)記將被跟隨的所述對象，以及攝像機(jī)設(shè)備，用于跟隨所述被標(biāo)記的對象，所述標(biāo)簽裝置包括:標(biāo)簽定位單元，被配置為測量所述標(biāo)簽裝置的水平面位置，標(biāo)簽高度單元，被配置為通過應(yīng)用不同于所述標(biāo)簽定位單元的另一個測量原理來測量所述標(biāo)簽裝置的高度，以及發(fā)射器，被配置為將所述標(biāo)簽裝置的所述水平面位置和所述標(biāo)簽裝置的所述高度發(fā)射至所述攝像機(jī)設(shè)備，所述攝像機(jī)設(shè)備包括:攝像機(jī)，具有平移(pan)和傾斜(tilt)功能，攝像機(jī)定位單元，被配置為測量與所述攝像機(jī)相關(guān)的水平面位置，攝像機(jī)高度單元，被配置為通過應(yīng)用不同于所述攝像機(jī)定位單元的另一個測量原理來測量與所述攝像機(jī)相關(guān)的高度，接收器，被配置為從所述標(biāo)簽裝置接收所述標(biāo)簽裝置的水平面位置和所述標(biāo)簽裝置的高度；以及控制單元，被配置為基于所述標(biāo)簽裝置的所述水平面位置和與所述攝像機(jī)相關(guān)的所述水平面位置確定所述標(biāo)簽裝置與所述攝像機(jī)之間的水平面位置的差值，以及基于所述標(biāo)簽裝置的所述高度和與所述攝像機(jī)相關(guān)的所述高度確定所述標(biāo)簽裝置與所述攝像機(jī)之間的高度的差值，并且被配置為基于所述被確定的差值控制所述攝像機(jī)的平移和傾斜設(shè)置，使得所述攝像機(jī)定向在所述標(biāo)簽裝置的方向上。
[0007]關(guān)于上述布置，根據(jù)不同的測量原理來測量標(biāo)簽裝置和攝像機(jī)兩者的水平面位置和高度。例如，這使得被測量的高度具有比水平面位置更高的精度。因?yàn)閿z像機(jī)的平移設(shè)置和傾斜設(shè)置的控制是基于標(biāo)簽裝置和攝像機(jī)的水平面位置和高度的差值，所以上述系統(tǒng)能夠在攝像機(jī)的控制方面，特別是傾斜設(shè)置方面具有改善的精度。
[0008]“不同的測量原理”一般是指不同的物理原理被用來測量感興趣的參數(shù)。例如，借助于使用衛(wèi)星(包括GPS)來測量位置可以測量水平面位置并且通過測量氣壓可以測量高度(有時被稱為氣壓高度測量)。類似地，“相同的測量原理”是指相同的物理原理被用來測量感興趣的參數(shù)。
[0009]對象的“水平面位置”一般是指對應(yīng)于對象的三維位置到水平面上的正交投影的對象的二維位置。例如，水平面位置可以由經(jīng)度和緯度坐標(biāo)或者由相對于某個其它參考坐標(biāo)系限定的坐標(biāo)來表示。
[0010]對象的“高度” 一般是指相對于某個參考水平(諸如平均海平面水平)的對象的高度。因而，高度是對象的豎直位置。
[0011]“與攝像機(jī)相關(guān)”的水平面位置/高度的措辭應(yīng)該涵蓋幾種情境。在一種情境下，攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元被包括在攝像機(jī)中，并且由此被配置為測量攝像機(jī)的水平面位置/高度。在另一種情境下，攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元可以物理地位于距攝像機(jī)一段距離處。然而，即使在這種情境下，攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元的測量可以與攝像機(jī)相關(guān)。例如，攝像機(jī)和攝像機(jī)定位單元/攝像機(jī)高度單元的相互位置可以是已知的，使得攝像機(jī)的位置/高度可以從攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元的測量來獲得。根據(jù)另一個示例，攝像機(jī)可以具有固定的已知位置/高度并且攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元的測量可以被用作參考值以去除關(guān)于攝像機(jī)與標(biāo)簽裝置之間在位置/高度的差值方面的外部干擾的影響。同樣地，在這種情境下，攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元的測量由此與攝像機(jī)相關(guān)。
[0012]一般地，高度和水平面位置的測量可能受外部干擾的影響。例如，可以依據(jù)對天氣變化敏感的氣壓來測量高度。為了減少外部干擾對高度測量的影響，攝像機(jī)高度單元和標(biāo)簽高度單元可以被配置為根據(jù)相同的測量原理分別測量與攝像機(jī)相關(guān)的高度和標(biāo)簽裝置的高度。例如，攝像機(jī)設(shè)備和標(biāo)簽裝置兩者都可以被配置為通過借助于氣壓傳感器測量氣壓來測量高度。因?yàn)榛跇?biāo)簽裝置與攝像機(jī)之間高度的差值來控制攝像機(jī)，并且根據(jù)相同的測量原理來測量高度，所以抵消了高度測量上的外部干擾的任何附加影響。
[0013]類似地，攝像機(jī)定位單元和標(biāo)簽定位單元可以被配置為根據(jù)相同的測量原理分別測量與攝像機(jī)相關(guān)的水平面位置和標(biāo)簽裝置的水平面位置。以這種方式，可以抵消水平面位置測量上的附加外部干擾。例如，如果借助于全球定位系統(tǒng)(GPS)裝置來測量水平面位置，那么以這種方式可以補(bǔ)償在GPS信號中的干擾。
[0014]如上述例證地，標(biāo)簽高度單元可以包括被配置為測量氣壓的壓力傳感器(氣壓計(jì))。以這種方式，標(biāo)簽高度單元可以被配置為通過測量氣壓來測量標(biāo)簽裝置的高度。類似地，攝像機(jī)高度單元可以被配置為借助于壓力傳感器(氣壓計(jì))來測量氣壓。已知壓力傳感器能給出例如低至0.25m的良好高度精確度。
[0015]如上又例證地,攝像機(jī)定位單元和標(biāo)簽定位單元中的每個可以包括全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)裝置(諸如全球定位系統(tǒng)、GPS、裝置)。
[0016]在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元被包括在攝像機(jī)中。在這種情境下，攝像機(jī)定位單元被配置為測量攝像機(jī)的水平面位置(不僅與攝像機(jī)相關(guān)的水平面位置)，并且攝像機(jī)高度單元被配置為測量攝像機(jī)的高度(不僅與攝像機(jī)相關(guān)的高度)。例如，在攝像機(jī)移動的情況下，這可是有利的。例如，攝像機(jī)可以安裝在車輛上。
[0017]在其它實(shí)施例中，攝像機(jī)是固定的是指攝像機(jī)具有固定的水平面位置和固定的高度。如果是這樣，那么攝像機(jī)設(shè)備可以包括被配置為接收與攝像機(jī)的固定水平面位置和固定高度相關(guān)的輸入的輸入單元。換言之，用戶可以輸入攝像機(jī)的固定位置和高度。
[0018]然而，由于水平面位置和高度仍然在標(biāo)簽裝置中測量并且可以受外部干擾的影響，所以標(biāo)簽裝置的被測量高度與攝像機(jī)的固定高度之間的差值和標(biāo)簽裝置的被測量水平面位置與攝像機(jī)的固定水平面位置之間的差值也將受外部干擾的影響。因而這些干擾不會像如上所述地自動抵消。為了解決這個問題，攝像機(jī)設(shè)備還可以測量與攝像機(jī)相關(guān)的水平面位置，以及與攝像機(jī)相關(guān)的高度，并且使用所測量的值作為參考。特別地，控制單元被配置為使用由攝像機(jī)定位單元和攝像機(jī)高度單元測量的水平面位置和高度分別調(diào)整標(biāo)簽裝置的水平面位置與攝像機(jī)的固定水平面位置之間的差值，以及標(biāo)簽裝置的高度與所述攝像機(jī)的固定高度之間的差值，并且控制單元被配置為基于被調(diào)整的差值控制攝像機(jī)的平移和傾斜設(shè)置。例如，假使標(biāo)簽裝置包括GPS裝置以測量水平面位置和壓力傳感器以測量高度，攝像機(jī)定位單元可以包括GPS裝置并且攝像機(jī)高度單元可以包括壓力傳感器以測量氣壓。通過使用在攝像機(jī)設(shè)備處測量的值作為參考值，仍然可以抵消外部干擾。作為替代，代替借助于壓力傳感器在攝像機(jī)設(shè)備處測量氣壓，可以建立到當(dāng)?shù)貧庀笳镜耐ㄐ沛溌?。然后對于由于天氣變化在氣壓測量中的當(dāng)前干擾，由當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臍鈮鹤鳛閰⒖贾怠?br>[0019]所述控制單元還可以被配置為基于所述標(biāo)簽裝置與所述攝像機(jī)之間水平面位置的所述差值和所述標(biāo)簽裝置與所述攝像機(jī)之間高度的所述差值調(diào)整攝像機(jī)的攝像機(jī)設(shè)置。例如，攝像機(jī)設(shè)置可以為諸如聚焦或變焦。例如，這個優(yōu)點(diǎn)在于可以控制攝像機(jī)聚焦在正確的距離上，也就是說，由標(biāo)簽標(biāo)記的對象所位于的距離。另外，這個優(yōu)點(diǎn)可以在于它簡化了在低光照條件下的聚焦。
[0020]在一些情境下，例如用于監(jiān)視的目的，使攝像機(jī)拍攝的圖像與關(guān)于目標(biāo)的位置信息相結(jié)合可以是有利的。為了這個目的，所述攝像機(jī)可以被配置為拍攝圖像的視頻序列，其中與所述標(biāo)簽裝置的所述水平面位置和/或所述標(biāo)簽裝置的所述高度相關(guān)的信息被作為元數(shù)據(jù)加入圖像的所述視頻序列。
[0021]諸如全球定位系統(tǒng)的定位測量技術(shù)可以具有相當(dāng)大的響應(yīng)時間，例如，以秒的量級，使得它難以跟