CN101873477A - 一种利用快球跟踪系统实现监控的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用快球跟踪系统实现监控的方法和装置，所述方法包括：初始化操作结束，检测到被监控目标后，以预设帧率获取被监控目标的每帧PT值；将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行。应用本发明，采用基于3D定位原理，通过目标速度的控制算法对运动目标微小运动甚至静止的情况能获得较好的跟踪，能有效抑制跟踪不连续的缺点；通过倍率闭环控制既能得到目标丰富的信息，又能较好的锁定跟踪；本发明实施例提供的巡航跟踪功能可实现多个场景间的轮巡检测跟踪，发挥球机的无盲区监控优势。

Description

一种利用快球跟踪系统实现监控的方法及装置

技术领域

本发明涉及监控技术领域，特别涉及一种利用快球跟踪系统实现监控的方法及装置。

背景技术

随着人工智能技术和计算机技术的进一步发展以及人类对“安全感”需求增长，能够扩大人类的视力范围，代替或部分代替人类进行监视活动的智能化监视系统越来越受到广泛关注。智能化视频监视系统是利用计算机图像处理技术对摄像机采集的视频信号进行分析、理解并以此为基础，对视频监视系统进行控制，从而使其具有像人脑的智能。智能视频监视系统主要完成如下功能：1)运用计算机视觉技术自动检测可疑目标(运动目标或预定目标)；2)对可疑目标的行为活动进行分析、理解和预测；3)报警，存储；4)跟踪可疑目标；5)实时视频显示和有关信息快速查询。

现有存在许多数字监控系统，快球跟踪系统是其中之一。快球跟踪系统是集光学、电子、机械、信息处理和网络于一体，由摄像头、动力传动、运动控制装置，基于高速并行处理的图像分析、识别、压缩和通信等部分组成。具有视频摄像、位置控制、方位和镜头预置、运动目标检测、识别和跟踪等功能。

目前的快球跟踪系统存在以下几个问题：

1)运动不连续，在跟踪过程中采用目标分步移到中心的方法。因此造成画面不连续，影响视觉效果。

2)图像的显示倍率不合理，导致目标信息不丰富，目标容易丢失。

3)球机行为分析检测场景单一，并没有充分发挥球机无盲区监控的优势。

发明内容

本发明实施例提供一种利用快球跟踪系统实现监控的方法及装置，使监控画面连续、平稳的运动。

本发明实施例提供了一种利用快球跟踪系统实现监控的方法，包括：

初始化操作结束，检测到被监控目标后，

以预设帧率获取被监控目标的每帧PT值；

将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行。

其中，所述获取被监控目标的PT值的步骤包括：

获取所述被监控目标在当前帧时在图像中的位置信息；

将所述位置信息转换为归一化坐标；

将所述归一化坐标转换为PT值。

其中，所述将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行的步骤包括：

i)根据差分结果判断目标运动方向与球机当前方向是否相同，若相同，则执行步骤ii)，若不同，则执行步骤vi)；

ii)根据差分结果判断目标运动速度是否大于球机当前速度，若是，则执行步骤iii)，否则，执行步骤iv)；

iii)控制球机加速，然后执行步骤v)；

iv)控制球机减速，然后执行步骤v)；

v)判断目标运动速度是否等于球机当前速度，若是，则停止结束，否则，执行步骤ii)；

vi)控制球机减速，然后执行步骤vii)；

vii)判断球机当前速度是否等于0，若是，则执行步骤viii)，否则，再次执行步骤vi)；

viii)将球机方向转换到与目标运动方向相同的方向，然后执行步骤ii)。

其中，所述初始化操作中包括倍率系数标定；

所述倍率系数为C＝Z₀*sinT₀，

其中，Z₀表示标定场景的实际倍率，T₀表示标定场景的垂直角度。

其中，所述方法还包括：根据反馈的目标位置ΔY，动态调整当前帧需要设置的倍率Z₁，其中，

Z₁＝f(ΔY)*Zref

Zref＝C/sinT₁

其中，f(ΔY)为反馈的目标位置信息的动态倍率系数调整函数；ΔY为归一化后的平面坐标系上Y轴方向的坐标位置与中心点的差值，Zref为根据倍率系数计算的当前位置的参考倍率，T1表示跟踪时当前帧的垂直角度，C表示倍率系数。

其中，在初始化操作前，还包括：

a)调用场景编号n所对应的场景信息；

b)判断所述场景编号所对应的场景有效后，再执行初始化操作；

所述方法还包括：

c)在监测被监控目标时，开始计时，

d)判断当前计时时间是否达到预设的时间，若未到达，则继续当前场景的监控，若到达，则执行步骤e)；

e)调用下一场景编号n+1所对应的场景信息；

f)判断所述下一场景编号n+1是否为有效的场景编号，若是，则执行步骤b)，否则执行步骤a)。

本发明实施例还提供了一种利用快球跟踪系统实现监控的装置，包括：

检测单元，用于初始化操作结束后，检测到被监控目标；

位置获取单元，用于以预设帧率获取被监控目标的每帧PT值；

控制单元，用于将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行。

其中，所述控制单元包括：

方向判断子单元，用于根据差分结果判断目标运动方向与球机当前方向是否相同，若相同，则通知第一速度判断子单元，若不同，则通知第二减速子单元；

第一速度判断子单元，用于根据差分结果判断目标运动速度是否大于球机当前速度，若是，则通知加速子单元，否则，通知第一减速子单元；

加速子单元，用于控制球机加速，然后通知第二速度判断子单元；

第一减速子单元，用于控制球机减速，然后第二速度判断子单元；

第二速度判断子单元，用于判断目标运动速度是否等于球机当前速度，若是，则停止结束，否则，通知第一速度判断子单元；

第二减速子单元，用于控制球机减速，然后通知第三速度判断子单元；

第三速度判断子单元，用于判断球机当前速度是否等于0，若是，则通知换向子单元，否则，再次通知第二减速子单元；

换向子单元，用于将球机方向转换到与目标运动方向相同的方向，然后通知第一速度判断子单元。

其中，所述初始化操作中包括倍率系数标定；

所述倍率系数为C＝Z₀*sinT₀，

其中，Z₀表示标定场景的实际倍率，T₀表示标定场景的垂直角度；

所述装置还包括：

倍率调整单元，用于根据反馈的目标位置ΔY，动态调整当前帧需要设置的倍率Z₁，其中，

Z₁＝f(ΔY)*Zref

Zref＝C/sinT₁

其中，f(ΔY)为反馈的目标位置信息的动态倍率系数调整函数；ΔY为归一化后的平面坐标系上Y轴方向的坐标位置与中心点的差值，Zref为根据倍率系数计算的当前位置的参考倍率，T1表示跟踪时当前帧的垂直角度，C表示倍率系数。

其中，所述装置还包括：

场景调用单元，用于在初始化操作前，调用场景编号n所对应的场景信息；

场景判断单元，用于判断所述场景编号所对应的场景有效后，再执行初始化操作；

计时单元，用于在监测被监控目标时，开始计时，判断当前计时时间是否达到预设的时间，若未到达，则继续当前场景的监控，若到达，则通知场景调用单元；

所述场景调用单元，还用于调用下一场景编号n+1所对应的场景信息；

编号判断单元，用于判断所述下一场景编号n+1是否为有效的场景编号，若是，则通知场景判断单元，否则通知场景调用单元。

应用本发明实施例，采用基于3D定位原理，通过目标速度的控制算法对运动目标微小运动甚至静止的情况能获得较好的跟踪，能有效抑制跟踪不连续的缺点；通过倍率闭环控制既能得到目标丰富的信息，又能较好的锁定跟踪；本发明实施例提供的巡航跟踪功能可实现多个场景间的轮巡检测跟踪，发挥球机的无盲区监控优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是根据本发明实施例的利用快球跟踪系统实现监控的方法流程图；

图2是根据本发明实施例的倍率控制示意图；

图3是根据本发明实施例的归一化处理后的图像坐标；

图4是根据本发明实施例的球面坐标系；

图5是根据本发明实施例的目标速度控制流程图；

图6是根据本发明实施例的巡航跟踪控制流程图；

图7是根据本发明实施例的快球跟踪系统的硬件原理框图；

图8是根据本发明实施例的利用快球跟踪系统实现监控的逻辑装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

参见图1，其是根据本发明实施例的利用快球跟踪系统实现监控的方法流程图，具体包括：

步骤101，初始化操作；

上述初始化操作可以包括以下内容：

a：场景位置选择。

选择需要监控的场景位置，并调整焦距使其在一个较大的视野范围内检测可疑目标。

b：选择触发跟踪的规则。

系统可以根据人工选择可疑目标触发报警，也可以根据预设规则要求自动选择可疑目标触发报警，这里，上述的预设规则，以及根据预设规则要求自动选择可疑目标触发报警的操作完全是现有技术，此处不再做详细说明。

c：保存参数到内存(FLASH)，保证系统重启后仍能够按照设定的模式进行跟踪。至此完成系统参数初始化过程。

上述初始化化操作还可以包括：

d：倍率系数标定。

在跟踪阶段中，由于运动目标离快球的距离会发生变化，因此需要进行适当的倍率控制，如果目标远离快球，则放大倍率，如果目标走近快球，则缩小倍率，保证目标始终以一定的尺寸在场景视野中。本发明实施例假设监控视野为地平面，采用如图2所示模型，假设目标的距离和倍率是成正比的，满足以下关系：

$\frac{Z_1}{Z_0}=\frac{D_1}{D_0}=\frac{H/\sin \left(T_1\right)}{H/\sin \left(T_0\right)}=\frac{\sin \left(T_0\right)}{\sin \left(T_1\right)}---\left(1\right)$

由公式1可知，只要知道标定场景的实际倍率Z₀，标定场景的垂直角度T₀，和跟踪时当前帧的垂直角度T₁就能动态的计算出当前帧需要设置的倍率Z₁的值。倍率系数标定就是确定Z₀，T₀值。通过调整球机的位置和焦距到一个合适的倍率，使被监控物体以合适的大小处于视野中心，然后计算出倍率系数(Z₀*sinT₀)，即倍率系数C＝Z₀*sinT₀，，完成倍率系数标定。在跟踪时T₁是已知的，因此就能计算出Z₁值，保证跟踪时目标始终以一定的尺寸在场景视野中。

当然，上述倍率系数标定的参数仍需保存到内存中，保证系统重启后仍能够按照设定的模式进行跟踪。

步骤102，开启行为分析功能，检测到被监控目标；

上述行为分析功能及检测被监控目标的方法均为现有技术，这里不再详细说明。

步骤103，以预设帧率获取被监控目标的每帧PT值；其中，P(pan)表示水平，T(tilt)表示倾斜，PT值的含义为水平垂直位置值。

本实施例中，预设的帧率为每秒25帧，这样，以每秒钟25帧的帧率实时的对目标在图像中的位置信息进行更新。

具体的，获取被监控目标的PT值的步骤可以包括：

01)获取所述被监控目标在当前帧时在图像中的位置信息(x′，y′)；该(x′，y′)是相对被监控目标于长度为L，宽度为H的图像区域而言的；

02)将所述位置信息(x′，y′)转换为归一化坐标；

具体为，相对于255*255平面做归一化处理后的(x，y)值如公式(2)和(3)所示，归一化后的图像坐标如图3所示。

$X=255\left(\frac{X^{\′}}{L}\right)---\left(2\right)$

$Y=255\left(\frac{Y^{\′}}{H}\right)---\left(3\right)$

其，X，Y为归一化处理后的坐标，x′，y′为归一化处理前的坐标；L是图像的长度，H是图像的宽度。

03)将所述归一化坐标转换为PT值。

具体的转换过程也是现有技术，下面只做简单说明：

首先，把平面坐标系上的坐标，转化为球面坐标系上的(u，v，w)值。

通常，可以考虑这样一个几何模型，如图4所示，镜头所在位置为半球中心O点，OC是镜头的光轴，球面C点的切平面即为图3所示的图像平面，可见这个平面随着方位角的改变动态的移动，但是相对于光轴是静止的。根据立体几何可以计算出(u，v，w)值，根据三角函数关系可得到PT值，如公式4和5所示：

P＝ac tan(v/u)    (4)

$T=\mathrm{ac}\tan (w/\sqrt{u^2+v^2})---\left(5\right)$

其中，P表示水平位置，T表示垂直位置，(u，v，w)表示球面坐标系上某一点的值。

步骤104，将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行。

在得到目标的PT坐标后，就可以控制电机的转动了，但是直接控制PT位置，可能会造成画面不连续的情况。为了使图像平稳，本发明实施例采用基于目标速度的控制方法，将得到的目标PT值与当前电机的PT值进行差分，假设P_new，T_new为移动目标在快球坐标系下的新的PT值，P_cur，P_cur为快球当前的PT状态值，Δt为处理一帧所需的时间，可以根据下面的公式确定目标运动速度的大小和方向，如公式6和7所示。得到目标运动速度后，根据目标运动速度与球机当前速度的大小、及方向的差别进行加减速从而控制球机平滑的运行。

$V_{\mathrm{pan}}=\frac{\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\Δt}}=\frac{P_{\mathrm{new}}-P_{\mathrm{cur}}}{\mathrm{\Δt}}---\left(6\right)$

$V_{\mathrm{tilt}}=\frac{\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\Δt}}=\frac{T_{\mathrm{new}}-T_{\mathrm{cur}}}{\mathrm{\Δt}}---\left(7\right)$

其中，V_pan是水平方向的目标运动速度；V_tilt是垂直方向的目标运动速度。

本步骤的实现过程参见图5，具体包括：

步骤501，根据差分结果即根据ΔP和ΔT，判断目标运动方向与球机当前方向是否相同，若相同，则执行步骤502，若不同，则执行步骤506；

本实施例中，由于ΔP和ΔT都是矢量，因而需要对两者都做判断，具体判断方法如下：

如果ΔP和ΔT都大于等于预设的第一方向阈值+δ，则确定目标运动方向与球机当前方向相同；此时，后续将沿着第一象限的方向调整速度，即沿着水平位置和垂直位置都增加的方向调整速度；

如果ΔP和ΔT都小于等于预设的第二方向阈值-δ，则确定目标运动方向与球机当前方向相反，此时，后续将沿着第三象限的方向调整速度，即沿着水平位置和垂直位置都减少的方向调整速度；

如果ΔP大于等于第一方向阈值+δ，ΔT小于等于第二方向阈值-δ，则后续将沿者第四象限的方向调整速度，即沿着水平位置增加的方向调整速度；沿垂直位置减少的方向调整速度；

如果ΔP小于第一方向阈值-δ，ΔT大于第二方向阈值+δ，则后续将沿者第二象限的方向调整速度，即沿着水平位置减少的方向调整速度；沿垂直位置增加的方向调整速度；

步骤502，根据差分结果即根据ΔP和ΔT，判断目标运动速度是否大于球机当前速度，若是，则执行步骤503，否则，执行步骤504；

本实施例中，该步骤的具体方法如下：

获取计算出的目标水平运动速度V_pan和目标垂直运动速度V_tilt，具体的，可以应用公式(6)和(7)计算出；

获取球机当前的水平速度V_pan′和垂直速度V_tilt′；

分别判断水平速度和垂直速度：

如果计算出的目标水平运动速度V_pan的绝对值大于球机当前的水平速度V_pan′的绝对值，则执行步骤503，如果计算出的目标水平运动速度V_pan的绝对值小于球机当前的水平速度V_pan′的绝对值，则执行步骤504；

如果计算出的垂直目标速度V_tilt绝对值大于球机当前的垂直速度V_tilt′的绝对值，则执行步骤503，如果计算出的垂直目标速度V_tilt的绝对值小于球机当前的垂直速度V_tilt′的绝对值，则执行步骤504；

步骤503，控制球机加速，然后执行步骤505；

本实施例中，按照设定的加速曲线以查表的方式进行加速，该曲线以平滑运动为原则实测所得，例如，以水平方向为例，一种可能的实现方式是：

预先设置水平方向的加速度曲线查询表，该表中包括每个速度等级所对应加速度值及加速时间；

将计算出的水平目标速度V_pan和球机当前的水平速度V_pan′分别转换为对应的速度等级，具体的转换方法可以通过查表得出，也可以通过预设的公式计算出，在此，并不对转换的具体过程限制；

根据水平目标速度V_pan和球机当前的水平速度V_pan′所对应的等级，查询水平方向的加速度曲线查询表，得到加速度值及加速时间；

按照所述加速度值及加速时间控制球机进行加速。

步骤504，控制球机减速，然后执行步骤505；

本实施例中，按照设定的加速曲线以查表的方式进行减速，具体实现过程与加速类似，不再重复说明。

步骤505，判断目标速度是否等于当前速度，若是，则停止结束，否则，执行步骤502；

具体判断方法与步骤502类似，也是分别判断水平速度和垂直速度，不再重复说明。

步骤506，控制球机减速，然后执行步骤507；

本实施例中，按照设定的加速曲线以查表的方式进行减速，具体实现过程与加速类似，不再重复说明。

步骤507，判断当前速度是否等于0，若是，则执行步骤508，否则，再次执行步骤506；

步骤508，将球机转换到与目标方向相同的方向，然后执行步骤502。

本实施例中，将球机转换为按照步骤501计算出的方向，然后执行步骤502。

至此，利用快球跟踪系统实现了对被监控目标的监控。

需要说明的是，由于本实施例中的帧率是每秒25帧，因此，上述图5的流程将每40ms执行一次。当然，如果采用其它的帧率，图5所示流程的执行频率也会发生变化。

需要说明的是，图1所述方法还可以包括：倍率控制，具体的，根据反馈的目标位置ΔY，动态调整Z值(Z是zoom的缩写，表示焦距)，调整方式如公式(8)所示，

Z＝f(ΔY)*Zref    (8)

Zref＝C/sinT₁     (9)

其中，f(ΔY)为反馈的目标位置信息的动态倍率系数调整函数；ΔY为归一化后的平面坐标系上Y轴方向的坐标位置与中心点的差值，Zref为根据倍率系数计算的当前位置的参考倍率，T1表示跟踪时当前帧的垂直角度，C表示倍率系数。

当ΔY较大时，增大视野范围，避免特征点偏移，保证能够锁定目标不丢失；当ΔY较小时，提高倍率值，以得到目标丰富的信息。这样，避免了由于图像的显示倍率不合理，导致目标信息不丰富，目标容易丢失的问题。

需要说明的是，图1所示流程还可以包括巡航跟踪控制，其实现过程如图6所示：

步骤601，调用场景编号n所对应的场景信息；

步骤602，判断所述场景编号所对应的场景有效后，接着图1中步骤102中继续向下执行。

步骤603，在监测被监控目标时，开始计时；

步骤604，判断当前计时时间是否达到预设的时间，若未到达，则继续当前场景的监控，若到达，则执行步骤605；

步骤605，调用下一场景编号n+1所对应的场景信息；

步骤606，判断所述下一场景编号n+1是否为有效的场景编号，若是，则执行步骤602，否则执行步骤601。

至此，实现了巡航跟踪控制功能。也就是说，球机运行到第1个场景位置，开启行为分析功能检测可疑目标进行跟踪，此时巡航跟踪计数器开始计时。当计数器计数值超过场景停留时间时，球机关闭行为分析功能，并自动跳转到下一个场景位置，开启行为分析功能检测可疑目标进行跟踪，如此往复循环。

图7是快球跟踪系统的硬件原理框图，其包括：处理器701、闪存(FLASH)702、图像采集模块703、驱动模块704、以及执行机构705。其中，处理器701包括数字信号处理器(DSP)和微处理器ARM，分别完成图像处里和执行机构的控制；驱动模块704包括机芯驱动子模块7041和电机驱动子模块7042；执行机构105包括一体化机芯7051和电机7052。整个系统工作原理如下：

图像采集模块703把从一体化机芯7051采集到的图像信息送给处理器701中的DSP。DSP对图像进行处理分析，当检测到可疑运动目标时触发报警将可疑运动目标在平面上的坐标(x，y)信息传递给处理器701中的ARM。ARM通过3D定位原理首先将平面坐标(x，y)转化为球面坐标(u，v，w)信息，然后对坐标(u，v，w)信息进行处理转化为具体的PT信息；接着根据PT信息计算出目标运动的速度和球机镜头的倍率；最后驱动机芯和电机驱动模块。执行机构响应相应的动作，调整水平方位、俯仰值和倍率值，使目标始终以一定的尺寸处于图像视野的中心。

可见，应用本发明实施例提供的利用快球跟踪系统实现监控的方法，采用基于3D定位原理，通过目标速度的控制算法对运动目标微小运动甚至静止的情况能获得较好的跟踪，能有效抑制跟踪不连续的缺点；通过倍率闭环控制既能得到目标丰富的信息，又能较好的锁定跟踪；本发明实施例提供的巡航跟踪功能可实现多个场景间的轮巡检测跟踪，发挥球机的无盲区监控优势。

本发明实施例还提供了一种利用快球跟踪系统实现监控的装置，参见图8，具体包括：

检测单元801，用于初始化操作结束后，检测到被监控目标；

位置获取单元802，用于以预设帧率获取被监控目标的每帧PT值；

控制单元803，用于将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行。

上述控制单元803可以具体包括：

方向判断子单元8031，用于根据差分结果判断目标运动方向与球机当前方向是否相同，若相同，则通知第一速度判断子单元，若不同，则通知第二减速子单元；

第一速度判断子单元8032，用于根据差分结果判断目标运动速度是否大于球机当前速度，若是，则通知加速子单元，否则，通知第一减速子单元；

加速子单元8033，用于控制球机加速，然后通知第二速度判断子单元；

第一减速子单元8034，用于控制球机减速，然后第二速度判断子单元；

第二速度判断子单元8035，用于判断目标运动速度是否等于球机当前速度，若是，则停止结束，否则，通知第一速度判断子单元；

第二减速子单元8036，用于控制球机减速，然后通知第三速度判断子单元；

第三速度判断子单元8037，用于判断球机当前速度是否等于0，若是，则通知换向子单元，否则，再次通知第二减速子单元；

换向子单元8038，用于将球机转换到与目标方向相同的方向，然后通知第一速度判断子单元。

上述初始化操作中包括倍率系数标定；

所述倍率系数为C＝Z₀*sinT₀，

其中，Z₀表示标定场景的实际倍率，T₀表示标定场景的垂直角度；

所述装置还包括：

倍率调整单元，用于根据反馈的目标位置ΔY，动态调整当前帧需要设置的倍率Z₁，其中，

Z₁＝f(ΔY)*Zref

Zref＝C/sinT₁

其中，f(ΔY)为反馈的目标位置信息的动态倍率系数调整函数；ΔY为归一化后的平面坐标系上Y轴方向的坐标位置与中心点的差值，Zref为根据倍率系数计算的当前位置的参考倍率，T1表示跟踪时当前帧的垂直角度，C表示倍率系数。

上述装置还可以包括：

场景调用单元，用于在初始化操作前，调用场景编号n所对应的场景信息；

场景判断单元，用于判断所述场景编号所对应的场景有效后，再执行初始化操作；

计时单元，用于在监测被监控目标时，开始计时，判断当前计时时间是否达到预设的时间，若未到达，则继续当前场景的监控，若到达，则通知场景调用单元；

所述场景调用单元，还用于调用下一场景编号n+1所对应的场景信息；

编号判断单元，用于判断所述下一场景编号n+1是否为有效的场景编号，若是，则通知场景判断单元，否则通知场景调用单元。

可见，应用本发明实施例提供的利用快球跟踪系统实现监控的装置，采用基于3D定位原理，通过目标速度的控制算法对运动目标微小运动甚至静止的情况能获得较好的跟踪，能有效抑制跟踪不连续的缺点；通过倍率闭环控制既能得到目标丰富的信息，又能较好的锁定跟踪；本发明实施例提供的巡航跟踪功能可实现多个场景间的轮巡检测跟踪，发挥球机的无盲区监控优势。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用快球跟踪系统实现监控的方法，其特征在于，包括：

初始化操作结束，检测到被监控目标后，

以预设帧率获取被监控目标的每帧PT值；

将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以预设帧率获取被监控目标的PT值的步骤包括：

获取所述被监控目标在当前帧时在图像中的位置信息；

将所述位置信息转换为归一化坐标；

将所述归一化坐标转换为PT值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行的步骤包括：

i)根据差分结果判断目标运动方向与当前球机方向是否相同，若相同，则执行步骤ii)，若不同，则执行步骤vi)；

ii)根据差分结果判断目标运动速度是否大于当前球机速度，若是，则执行步骤iii)，否则，执行步骤iv)；

iii)控制球机加速，然后执行步骤v)；

iv)控制球机减速，然后执行步骤v)；

v)判断目标运动速度是否等于当前球机速度，若是，则停止结束，否则，执行步骤ii)；

vi)控制球机减速，然后执行步骤vii)；

vii)判断当前球机速度是否等于0，若是，则执行步骤viii)，否则，再次执行步骤vi)；

viii)将球机方向转换到与目标运动方向相同的方向，然后执行步骤ii)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始化操作中包括倍率系数标定；

所述倍率系数为C＝Z₀*sinT₀，

其中，Z₀表示标定场景的实际倍率，T₀表示标定场景的垂直角度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据反馈的目标位置ΔY，动态调整当前帧需要设置的倍率Z₁，其中，

Z₁＝f(ΔY)*Zref

Zref＝C/sinT₁

其中，f(ΔY)为反馈的目标位置信息的动态倍率系数调整函数；ΔY为归一化后的平面坐标系上Y轴方向的坐标位置与中心点的差值，Zref为根据倍率系数计算的当前位置的参考倍率，T1表示跟踪时当前帧的垂直角度，C表示倍率系数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在初始化操作前，还包括：

a)调用场景编号n所对应的场景信息；

b)判断所述场景编号所对应的场景有效后，再执行初始化操作；

所述方法还包括：

c)在监测被监控目标时，开始计时，

d)判断当前计时时间是否达到预设的时间，若未到达，则继续当前场景的监控，若到达，则执行步骤e)；

e)调用下一场景编号n+1所对应的场景信息；

f)判断所述下一场景编号n+1是否为有效的场景编号，若是，则执行步骤b)，否则执行步骤a)。

7.一种利用快球跟踪系统实现监控的装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于初始化操作结束后，检测到被监控目标；

位置获取单元，用于以预设帧率获取被监控目标的每帧PT值；

控制单元，用于将最新PT值与前一PT值进行差分，按照差分结果控制球机运行。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

方向判断子单元，用于根据差分结果判断目标运动方向与球机当前方向是否相同，若相同，则通知第一速度判断子单元，若不同，则通知第二减速子单元；

第一速度判断子单元，用于根据差分结果判断目标运动速度是否大于球机当前速度，若是，则通知加速子单元，否则，通知第一减速子单元；

加速子单元，用于控制球机加速，然后通知第二速度判断子单元；

第一减速子单元，用于控制球机减速，然后第二速度判断子单元；

第二速度判断子单元，用于判断目标运动速度是否等于球机当前速度，若是，则停止结束，否则，通知第一速度判断子单元；

第二减速子单元，用于控制球机减速，然后通知第三速度判断子单元；

第三速度判断子单元，用于判断球机当前速度是否等于0，若是，则通知换向子单元，否则，再次通知第二减速子单元；

换向子单元，用于将球机方向转换到与目标运动方向相同的方向，然后通知第一速度判断子单元。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述初始化操作中包括倍率系数标定；

所述倍率系数为C＝z₀*sinT₀，

其中，Z₀表示标定场景的实际倍率，T₀表示标定场景的垂直角度；

所述装置还包括：

倍率调整单元，用于根据反馈的目标位置ΔY，动态调整当前帧需要设置的倍率Z₁，其中，

Z₁＝f(ΔY)*Zref

Zref＝C/sinT₁

其中，f(ΔY)为反馈的目标位置信息的动态倍率系数调整函数；ΔY为归一化后的平面坐标系上Y轴方向的坐标位置与中心点的差值，Zref为根据倍率系数计算的当前位置的参考倍率，T1表示跟踪时当前帧的垂直角度，C表示倍率系数。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

场景调用单元，用于在初始化操作前，调用场景编号n所对应的场景信息；

场景判断单元，用于判断所述场景编号所对应的场景有效后，再执行初始化操作；

计时单元，用于在监测被监控目标时，开始计时，判断当前计时时间是否达到预设的时间，若未到达，则继续当前场景的监控，若到达，则通知场景调用单元；

所述场景调用单元，还用于调用下一场景编号n+1所对应的场景信息；

编号判断单元，用于判断所述下一场景编号n+1是否为有效的场景编号，若是，则通知场景判断单元，否则通知场景调用单元。

Images