一種基于槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的目標(biāo)檢測跟蹤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用在槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)科技的發(fā)展，人們安防意識(shí)的提高，現(xiàn)代化的安防技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。安防技術(shù)不僅向著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、模塊化發(fā)展，同時(shí)各種先進(jìn)安防手段相互嵌入、聯(lián)動(dòng)、互補(bǔ)，使得現(xiàn)代安防產(chǎn)品日趨成熟實(shí)用。比如視頻跟蹤系統(tǒng)可用于小區(qū)、交通等的監(jiān)控。
[0003]目前，視頻監(jiān)控設(shè)備大量用于社會(huì)各個(gè)角落，給社會(huì)治安帶來飛躍發(fā)展，它充當(dāng)著監(jiān)控人員的“眼睛”，有了監(jiān)控系統(tǒng)，我們才能看到現(xiàn)場傳送過來的圖像，為事后調(diào)查起到關(guān)鍵性作用，為案件破獲提供了科學(xué)可靠的證據(jù)。但在目前的監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像頭基本為固定形式，需要人工目視觀察、跟蹤，二十四小時(shí)不間斷地觀察實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦監(jiān)控人員出現(xiàn)疏忽，就會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控的漏洞，這樣不僅造成監(jiān)控人員勞動(dòng)強(qiáng)度大而且監(jiān)控的效率很低，無效監(jiān)控太多。
[0004]傳統(tǒng)的監(jiān)控目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行追蹤，通常需要監(jiān)控圖像觀看人員判斷監(jiān)控目標(biāo)所在位置，然后根據(jù)圖像中監(jiān)控目標(biāo)的行進(jìn)方向，判斷出下一個(gè)有可能監(jiān)控到的視頻監(jiān)控點(diǎn)，然后調(diào)出這個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)的圖像，如果視頻監(jiān)控點(diǎn)具備云臺(tái)，并且該云臺(tái)的方位沒有正對(duì)著監(jiān)控目標(biāo)，需要手動(dòng)調(diào)整云臺(tái)到合適的方向查找視頻監(jiān)控目標(biāo)，操作比較繁瑣并且需要監(jiān)控人員對(duì)于地理方位相當(dāng)?shù)氖煜?，?duì)于人機(jī)系統(tǒng)要求高并且操作比較繁瑣，最終造成追蹤的效率比較低。
[0005]另一種監(jiān)控目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)利用圖像識(shí)別技術(shù)，通過在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)配置一臺(tái)智能識(shí)別服務(wù)器，分析不同的攝像頭的信號(hào)進(jìn)行圖像識(shí)別，進(jìn)而判斷出監(jiān)控目標(biāo)的方位，但是這種方式也有以下幾個(gè)弱點(diǎn):
[0006]1、識(shí)別服務(wù)器價(jià)格昂貴，由于識(shí)別的視頻數(shù)量受限于服務(wù)器的性能，因此識(shí)別的視頻數(shù)量有限(一般為8-16路)，識(shí)別的效率高低不一，對(duì)攝像頭視頻的清晰度以及分辨率有要求。
[0007]2、需要人工將有可能出現(xiàn)監(jiān)控目標(biāo)的視頻點(diǎn)圖像調(diào)入到服務(wù)器進(jìn)行識(shí)別，并且識(shí)別出來后還需要操作人員對(duì)攝像頭位置熟悉，否則無法預(yù)知下一次需要輸入分析的視頻點(diǎn)信號(hào)源，從而無法實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控目標(biāo)的跟蹤，操作繁瑣且對(duì)人員要求高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種基于槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的目標(biāo)檢測跟蹤方法，能快速、準(zhǔn)確地檢測出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并且可靠持續(xù)地對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，從而提高識(shí)別效率降低復(fù)雜性。
[0009]本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0010]本發(fā)明一種基于槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的目標(biāo)檢測跟蹤方法，其特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行:
[0011]步驟1、構(gòu)建槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)
[0012]所述槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的組成包括:PTZ球機(jī)、槍機(jī)、檢測跟蹤模塊、警戒區(qū)設(shè)定模塊和標(biāo)定I旲塊；
[0013]設(shè)置所述PTZ球機(jī)的拍攝范圍包含所述槍機(jī)的拍攝范圍；
[0014]所述PTZ球機(jī)的PTZ參數(shù)為:水平角度P、垂直角度T和變焦參數(shù)Z ;由所述PTZ參數(shù)獲得三維PTZ坐標(biāo)；所述三維PTZ坐標(biāo)為所述PTZ球機(jī)所拍攝的圖像中心點(diǎn)位置；
[0015]利用所述槍機(jī)獲得槍機(jī)拍攝圖像，以所述槍機(jī)拍攝圖像的任一頂點(diǎn)作為原點(diǎn)O，以所述原點(diǎn)O的兩條鄰邊分別設(shè)置為X軸和Y軸構(gòu)成坐標(biāo)系XOY ;
[0016]步驟2、所述警戒區(qū)設(shè)定模塊在所述槍機(jī)拍攝圖像中設(shè)定普通檢測區(qū)域、重點(diǎn)檢測區(qū)域和屏蔽區(qū)域；
[0017]步驟3、所述標(biāo)定模塊在所述槍機(jī)拍攝圖像中任意選擇一個(gè)像素點(diǎn)坐標(biāo)Al(xl,yl);根據(jù)所述像素點(diǎn)坐標(biāo)Al (xl，yl)獲得所述槍機(jī)在拍攝范圍中與所述像素點(diǎn)坐標(biāo)Al(xl，yl)相對(duì)應(yīng)的實(shí)際拍攝點(diǎn)；
[0018]步驟4、所述標(biāo)定模塊根據(jù)所述實(shí)際拍攝點(diǎn)，分別調(diào)整所述PTZ球機(jī)的PTZ參數(shù)，獲得與所述實(shí)際拍攝點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的水平角度P1、垂直角度Tl和變焦參數(shù)Z1，從而獲得與所述像素點(diǎn)坐標(biāo)Al (xl, yl)相對(duì)應(yīng)的三維PTZ坐標(biāo)BI (PI, Tl, Zl)；
[0019]步驟5、重復(fù)執(zhí)行N次步驟3和步驟4 ;從而獲得與N個(gè)像素點(diǎn)An坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)的N個(gè)三維PTZ坐標(biāo)Bn，N彡4 ;
[0020]步驟6、利用三角剖分法獲得所述槍機(jī)拍攝圖像中所有像素點(diǎn)坐標(biāo)與其一一對(duì)應(yīng)的三維PTZ坐標(biāo)，從而獲得標(biāo)定數(shù)據(jù)；
[0021]步驟7、所述檢測跟蹤模塊利用幀差和背景差法對(duì)普通檢測區(qū)域和重點(diǎn)檢測區(qū)域進(jìn)行檢測，獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；以所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)作為檢測目標(biāo)；
[0022]步驟8、所述檢測跟蹤模塊利用meanshift算法分別對(duì)普通檢測區(qū)域和重點(diǎn)檢測區(qū)域內(nèi)的檢測目標(biāo)進(jìn)行跟蹤；
[0023]步驟9、所述檢測跟蹤模塊將所述檢測目標(biāo)作為跟蹤目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤；并獲取跟蹤目標(biāo)在所述槍機(jī)拍攝圖像中的像素點(diǎn)坐標(biāo)At ;根據(jù)所述標(biāo)定數(shù)據(jù)獲得與所述像素點(diǎn)坐標(biāo)At所對(duì)應(yīng)的三維PTZ坐標(biāo)Bt ；
[0024]步驟10、所述檢測跟蹤模塊根據(jù)所述三維PTZ坐標(biāo)Bt控制所述PTZ球機(jī)轉(zhuǎn)到跟蹤目標(biāo)位置；
[0025]步驟11、所述檢測跟蹤模塊在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)自動(dòng)跟蹤過程中，利用PTZ球機(jī)的速度公式控制所述PTZ球機(jī)跟隨所述目標(biāo)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)，從而使得跟蹤目標(biāo)始終保持在PTZ球機(jī)所拍攝的圖像中心點(diǎn)位置上。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0027]1、本發(fā)明通過構(gòu)建槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，利用PTZ球機(jī)拍攝大場景內(nèi)的局部視頻，利用槍機(jī)拍攝大場景視域內(nèi)的廣角視頻，通過在槍機(jī)拍攝圖像中選定普通檢測區(qū)域、重點(diǎn)檢測區(qū)域和屏蔽區(qū)域，并通過標(biāo)定模塊使得PTZ球機(jī)和槍機(jī)關(guān)聯(lián)起來，從而可以利用PTZ球機(jī)對(duì)槍機(jī)的任意位置的目標(biāo)放大特寫；進(jìn)而使得通過槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)既能拍攝全景圖像，又能拍攝部分跟蹤目標(biāo)的詳細(xì)信息，不需要人工干預(yù)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和跟蹤，這是普通監(jiān)控所不具備的，由此提高了識(shí)別效率，并降低人工監(jiān)控的復(fù)雜性。
[0028]2、本發(fā)明通過利用檢測跟蹤模塊能夠?qū)崿F(xiàn)槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中的自動(dòng)特寫抓拍功能，自動(dòng)抓拍被跟蹤目標(biāo)的特寫圖片，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中普通監(jiān)控系統(tǒng)只能看到全景畫面，或是通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)來查看目標(biāo)詳細(xì)信息的缺點(diǎn)。
[0029]3、本發(fā)明通過三角剖分方法使槍機(jī)拍攝圖像中的每一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和PTZ球機(jī)的三維PTZ坐標(biāo)——對(duì)應(yīng)起來，從而使得PTZ球機(jī)能轉(zhuǎn)到槍機(jī)正在跟蹤的目標(biāo)的位置，對(duì)被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行放大特寫，從而可以看到跟蹤目標(biāo)的詳細(xì)信息，對(duì)視頻監(jiān)控中細(xì)節(jié)抓拍起到重要作用。
[0030]4、本發(fā)明通過警戒區(qū)設(shè)定模塊在槍機(jī)拍攝圖像中選定普通檢測區(qū)域、重點(diǎn)檢測區(qū)域和屏蔽區(qū)域，這樣就可以只對(duì)需要檢測的場景進(jìn)行檢測，對(duì)于屏蔽區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)不需要檢測，而對(duì)于重點(diǎn)檢測區(qū)域中的目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)先跟蹤檢測；從而降低監(jiān)控環(huán)境的復(fù)雜性。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)界面圖；
[0032]圖2是本發(fā)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測跟蹤模塊流程圖；
[0033]圖3是本發(fā)明標(biāo)定模塊流程圖；
[0034]圖4是本發(fā)明警戒區(qū)設(shè)定模塊流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本實(shí)施例中，一種基于槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的目標(biāo)檢測跟蹤方法按如下步驟進(jìn)行:
[0036]步驟1、構(gòu)建槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)
[0037]槍球聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的組成包括:PTZ球機(jī)、槍機(jī)、檢測跟蹤模塊、標(biāo)定模塊和警戒區(qū)設(shè)定模塊；為了