CN103631698A - 一种用于目标跟踪的摄像机ptz控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于视频监控领域，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。

Description

一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法和装置

技术领域

本发明涉及视频监控领域，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。

背景技术

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

本发明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。

其中，分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X_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a、b、c......z为每个区域对应的摄像机经验值，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Y_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A、B、C.....Z为每个区域对应的摄像机经验值，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，height表示图像高度。

其中，当划分为3个区域时，所述X轴方向等级速度公式中摄像机经验值a=50，b=30；Y轴方向等级速度公式中摄像机经验值A=40，B=30。

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：

V_x=θ_pan=p1Pan₀ ²+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：

V_y=θ_tilt=t1Tilt₀ ²+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：

$V_{x\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_x}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

垂直方向：

$V_{y\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_y}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

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：

V_{x_new}=θ_pan=p1Pan₀ ²+p2Pan₀+p3

得到水平方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Pan}}_{\mathrm{new}}=\frac{-p2+\sqrt{{p2}^2-4p1(p3-V_{x\_\mathrm{new}})}}{2p1}$

求解垂直方向摄像机实际角速度：

V_{y_new}=θ_pan=t1Tilt₀ ²+t2Tilt₀+t3

得到垂直方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Tilt}}_{\mathrm{new}}=\frac{-t2+\sqrt{{t2}^2-4t1(t3-V_{y\_\mathrm{new}})}}{2t1}$

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。

本发明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。

本发明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为本发明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为本发明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为本发明实施例二区域划分示意图；

图4为本发明实施例二水平方向二次曲线拟合示意图；

图5为本发明的实施二垂直方向二次曲线拟合示意图；

图6为本发明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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，其为本发明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视频帧中距离该帧图像中心点的相对位置；

X轴水平方向相对位置可以通过公式

计算得出；

其中，posx为被跟踪目标所在位置点的x坐标，widt表示图像宽度，abs是指对括号中的内容取绝对值；

Y轴垂直方向相对位置可以通过公式

计算得出；

其中，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，teight表示图像高度。

S102、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。

本发明可以在视频帧图像中设定0-N个区域（N为正整数），具体区域划分数目根据情况而定，区域之间的划分可以是等距划分或者不等距划分。所述等距或者不等距划分的区域所设定的摄像机等级速度采用如下公式计算：

X轴方向等级速度

其中X_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a、b、c......z为不同区域（划分为N个区域）对应的摄像机经验值，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；

为被跟踪目标在视频帧中距离该帧图像中心点的X轴水平相对位置；

Y轴方向等级速度

其中Y_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A、B、C......Z为不同区域（划分为N个区域）对应的摄像机经验值，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，height表示图像高度；

为被跟踪目标在视频帧中距离该帧图像中心点的Y轴垂直方向相对位置。

S103、将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度。

具体地，公式如下：

水平方向：

V_x=θ_pan=p1Pan₀ ²+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：

V_y=θ_tilt=t1Tilt₀ ²+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。

S104、根据摄像机参照角速度计算出当前摄像机实际角速度。

具体地，公式如下：

水平方向：

$V_{x\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_x}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

垂直方向：

$V_{y\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_y}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

其中d₀为初始化物距，范围为5—8米，d₁当前物距。

S105、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。

具体地，公式如下；

求解水平方向摄像机实际角速度：

V_{x_new}=θ_pan=p1Pan₀ ²+p2Pan₀+p3

得到水平方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Pan}}_{\mathrm{new}}=\frac{-p2+\sqrt{{p2}^2-4p1(p3-V_{x\_\mathrm{new}})}}{2p1}$

求解垂直方向摄像机实际角速度：

V_{y_new}=θ_pan=t1Tilt₀ ²+t2Tilt₀+t3

得到垂直方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Tilt}}_{\mathrm{new}}=\frac{-t2+\sqrt{{t2}^2-4t1(t3-V_{y\_\mathrm{new}})}}{2t1}$

本发明提供的用于目标跟踪的摄像机PTZ控制方法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，解决了现有在移动摄像机时出现的卡顿及不连贯、不平滑现象。

实施例二：

请参阅图2，下面以在视频帧图像中设置三个级别的区域为例详细说明本发明具体实现方法。

S201、在距离图像中心点由近到远依次划分第一区域（以下简称1区）、第二区域（以下简称2区）、第三区域（以下简称3区）如图3所示，在每个级别的区域中，摄像机运动的等级速度均不同。直观地，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，即摄像机在3区的运动速度要快，而摄像机在2区的运动速度相对3区要慢，1区为摄像机运动停止区域。如此，实现了被跟踪目标在不同区域摄像机运动速度不同的策略。

为方便描述，我们规定3→2表示摄像机由3区向2区移动；2→1表示摄像机由2区向1区移动。本实施例中，选取2区域画框的长度为30像素，3区域画框的长度是40像素，均以视频帧图像中心为中心点。

具体地，被跟踪目标穿越不同区域时，摄像机的运动状态也不同，具体如下所述：

当被跟踪目标由1→2运动过程中，即被跟踪目标在1、2区时，摄像机停止运动。

当被跟踪目标由3→2运动过程中，摄像机运动速度是由被跟踪目标偏离中心点距离来确定的，距离中心点越远摄像机等级速度越大。

S202、计算摄像机等级速度，

公式如下：

X轴方向等级速度

其中X_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a、b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；

为被跟踪目标在视频帧中距离该帧图像中心点的X轴水平相对位置。

本实施例中，所述摄像机经验值a=50，b=30。

Y轴方向等级速度

其中Y_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A、B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；

为被跟踪目标在视频帧中距离该帧图像中心点的Y轴水平相对位置。

本实施例中，摄像机经验值A=40，B=30。

S203、将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度。

通过实验测试数据拟合可得出摄像机等级速度与摄像机的位置关系呈二次多项式的关系。

水平方向参照角速度拟合关系结果如下：

V_x=θ_pan=p1Pan₀ ²+p2Pan₀+p3

其中，p1、p2、p3为实际测试得出的系数

具体实验步骤如下：

1、通过实验采样方法，采集摄像机等级速度和摄像机转动的角速度的数值对。具体地数值对如下表所示：

2、通过MATLAB进行二次曲线拟合后如图4所示，进行曲线参数求解可得水平方向二次多项式系数。

本实验所测得的系数为p1=0.0146882198460146；P2=0.177564108309657；p3=0.384162267296462，该系数仅供参考，不同摄像机计算出的系统不同。

垂直方向参照角速度拟合关系结果如下：

V_y=θ_tilt=t1Tilt₀ ²+t2Tilt₀+t3

其中，t1、t2、t3为实际测试得出的系数。

具体实验步骤如下：

1、通过实验采样方法，采集摄像机等级速度和摄像机转动的角速度的数值对。数值对如下表所示：

2、通过MATLAB进行二次曲线拟合后如图5所示，进行曲线参数求解可得垂直方向二次多项式系数。

本实验所测得的系数为t1=0.0157007973259717；

t2=0.131463431400743；t3=0.848592317219867，仅供参考，不同摄像机计算出的系数不同。

S204、根据摄像机参照角速度计算出当前摄像机实际角速度。

具体地，公式如下：

水平方向：

$V_{x\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_x}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

垂直方向：

$V_{y\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_y}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

其中d₀为初始化物距，范围为5—8米，d₁当前物距。

本实施例中，所述d₀为初始化物距为6米。

S205、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。

具体地，公式如下；

求解水平方向摄像机实际角速度：

V_{x_new}=θ_pan=p1Pan₀ ²+p2Pan₀+p3

得到水平方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Pan}}_{\mathrm{new}}=\frac{-p2+\sqrt{{p2}^2-4p1(p3-V_{x\_\mathrm{new}})}}{2p1}$

最终得到Pan_new为摄像机水平方向实际输出的等级速度。

求解垂直方向摄像机实际角速度：

V_{y_new}=θ_pan=t1Tilt₀ ²+t2Tilt₀+t3

得到垂直方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Tilt}}_{\mathrm{new}}=\frac{-t2+\sqrt{{t2}^2-4t1(t3-V_{y\_\mathrm{new}})}}{2t1}$

最终得到Tilt_new为摄像机垂直方向实际输出的等级速度。

S206、将S205中所获得的水平、垂直方向实际输出的等级速度输出给摄像机相应接口，通过pelco-d协议及串口协议控制摄像机旋转。

本发明实施例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，并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的实际角速度，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，解决了现有在移动摄像机时出现的卡顿及不连贯、不平滑现象。

本发明所述方法取得了PTZ摄像机精细化控制方向上的进步，达到了不依赖算法进行PTZ控制及分阶段控制摄像机等级速度的效果，提高了跟踪目标的准确度，为算法更稳定的计算提供了基础。本发明所述方法解决了现有仅通过摄像机移动指令来直接移动摄像机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的弊端。

实施例三：

本发明还提供一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制装置，请参阅图6，其为本发明实施例提供的一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制装置示意图，具体包括目标位置获取模块601、等级速度设定模块602、角速度转换模块603、实际角速度转换模块604、实际等级速度转换模块605、等级速度输出模块606；各模块具体功能如下：

目标位置获取模块601，用于获取被跟踪目标在视频帧中的相对位置。

具体地，可以通过两种方式选择需要跟踪的目标，一种为手动选择被跟踪目标；另一种是在指定区域内进行规则划线，如徘徊、逆向及警戒区域的制定，当触发相应规则后进行对应目标跟踪检测。确定跟踪目标位置是指经过目标检测方法或者目标跟踪方法处理后输出目标位置。本发明中通过多种算法融合进行目标跟踪检测，其中包括光流跟踪算法、均值漂移跟踪算法、动态背景帧差算法等进行目标跟踪。

等级速度设定模块602，用于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。

本发明实际可以在视频帧图像中设定0-N个区域（N为正整数），具体区域划分数目根据情况而定，区域之间的划分可以是等距划分或者不等距划分。

等级速度设定模块602设定等级速度的公式如下：

X轴方向等级速度

其中X_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a、b......z为不同区域（划分为N个区域）对应的摄像机经验值，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；

为被跟踪目标在视频帧中距离该帧图像中心点的X轴水平相对位置；

Y轴方向等级速度

其中Y_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A、B......Z为不同区域（划分为N个区域）对应的摄像机经验值，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，height表示图像高度；

为被跟踪目标在视频帧中距离该帧图像中心点的Y轴水平相对位置。

参照角速度转换模块603，用于将摄像机等级速度转换为摄像机参照角速度。

具体地，角速度转换模块603计算公式如下：

水平方向：

V_x=θ_pan=p1Pan₀ ²+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：

V_y=θ_tilt=t1Tilt₀ ²+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。

实际角速度计算模块604，用于根据摄像机参照角速度计算出当前摄像机实际角速度。

具体地，实际角速度计算模块604的计算公式如下：

水平方向：

$V_{x\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_x}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

垂直方向：

$V_{y\_\mathrm{new}}=2*\arctan (\tan \left(\frac{V_y}{2}\right)*\frac{d_0}{d_1})$

其中d₀为初始化物距，范围为5—8米，d₁当前物距。

在一实施例中，所述d₀初始化物距为6米。

实际等级速度转换模块605，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。

具体地，实际等级速度转换模块605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的转换公式如下；

求解水平方向摄像机实际角速度：

V_{x_new}=θ_pan=p1Pan₀ ²+p2Pan₀+p3

得到水平方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Pan}}_{\mathrm{new}}=\frac{-p2+\sqrt{{p2}^2-4p1(p3-V_{x\_\mathrm{new}})}}{2p1}$

最终得到Pan_new为摄像机水平方向实际输出的等级速度。

求解垂直方向摄像机实际角速度：

V_{y_new}=θ_pan=t1Tilt₀ ²+t2Tilt₀+t3

得到垂直方向摄像机实际输出等级速度：

${\mathrm{Tilt}}_{\mathrm{new}}=\frac{-t2+\sqrt{{t2}^2-4t1(t3-V_{y\_\mathrm{new}})}}{2t1}$

最终得到Tilt_new为摄像机垂直方向实际输出的等级速度。

等级速度输出模块606，将实际等级速度转换模块605所获得的水平、垂直方向实际输出的等级速度传送给摄像机相应接口，通过pelco-d协议及串口协议控制摄像机旋转。

使用本发明所述装置能够达到精确控制摄像机根据被跟踪目标偏离图像中线点的距离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，解决了现有在移动摄像机时出现的卡顿及不连贯、不平滑现象。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

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。 

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，分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X_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量a、b、c......z为每个区域对应的摄像机经验值，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Y_MOVE表示摄像机最小运动等级速度，为常量，变量A、B、C.....Z为每个区域对应的摄像机经验值，posy为被跟踪目标所在位置点的y轴坐标，height表示图像高度。 

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，当划分为3个区域时，所述X轴方向等级速度公式中摄像机经验值a=50，b=30；Y轴方向等级速度公式中摄像机经验值A=40，B=30。 

4.根据权利要求1～3任一项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： 

V_x=θ_pan=p1Pan₀ ²+p2_Pan₀+p3 

其中，p1、pl、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： 

V_y=θ_tilt=t1Tilt₀ ²+t2Tilt₀+t3 

其中t1、tl、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。 

5.根据权利要求4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。 

6.根据权利要求5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。 

7.根据权利要求4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： 

求解水平方向摄像机实际角速度： 

V_{x_new}=θ_pan=p1Pan₀ ²+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： 

V_{y_new}=θ_pan=t1Tilt₀ ²+t2Tilt₀+t3 

得到垂直方向摄像机实际输出等级速度： 

。

8.根据权利要求7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。 

9.根据权利要求7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。 

10.一种用于目标跟踪的摄像机PTZ控制装置，其特征在于，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。 

Images