CN106911916B - 图像采集系统、设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像采集系统、设备和方法，所述图像采集系统包括至少两个图像采集设备，所述图像采集设备之间能够进行通信以配合操作实现对进入所述图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。根据本发明实施例的图像采集系统、设备和方法基于图像采集设备之间的通信使图像采集设备彼此配合操作，能够实现对进入图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。

Description

图像采集系统、设备和方法

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，更具体地涉及一种图像采集系统、设备和方法。

背景技术

图像采集系统通常包括布置在特定地点的若干图像采集设备，通过采集图像来实现特定的目的，例如用于实现监控、人脸识别等等。然而，现有图像采集系统的图像采集设备只能被动等待目标进入其观察视野，多个图像采集设备之间没有很好的互动和通信，当图像采集设备进行姿态调整时难以获得其调整的角度或位移等具体参数信息，这就导致现有的图像采集系统有时会采集到多余的图像，有时会由于各自角度变换过程中丢失对目标的跟踪，从而无法实现对目标的不间断跟踪。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。根据本发明一方面，提供了一种图像采集系统，所述图像采集系统包括至少两个图像采集设备，所述图像采集设备之间能够进行通信以配合操作实现对进入所述图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集系统部署在通信网络中，每个所述图像采集设备包括通信模块，以用于与所述图像采集系统内的其他图像采集设备进行通信。

在本发明的一个实施例中，所述通信网络为无线通信网络，所述通信模块为无线通信模块。

在本发明的一个实施例中，所述无线通信网络为无线网格网络。

在本发明的一个实施例中，所述无线通信模块为蓝牙模块或紫蜂模块。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集设备之间的配合操作包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作，以实现对所述目标的不间断跟踪。

在本发明的一个实施例中，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，所述主图像采集设备的操作包括：基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备，或者，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备；所述从图像采集设备的操作包括：基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

在本发明的一个实施例中，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，所述主图像采集设备的操作包括：基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备，或者，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；以及将所预测的所述目标的运动轨迹传送给所预测的所述从图像采集设备；所述从图像采集设备的操作包括：基于来自所述主图像采集设备的所述目标的运动轨迹以及自身的状态参数计算其自身应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及基于所述计算结果执行相应的操作。

在本发明的一个实施例中，所述主图像采集设备在基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹之后，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备之前，还包括步骤：搜索所述图像采集系统内所述主图像采集设备附近的其他图像采集设备，并获得所述附近的其他图像采集设备的位置。

在本发明的一个实施例中，所述从图像采集设备的状态参数包括所述从图像采集设备的转动速度和镜头朝向。

在本发明的一个实施例中，所述从图像采集设备的状态参数还包括所述从图像采集设备的俯仰角度。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集系统内的图像采集设备包括传感器模块，用于测量所述状态参数。

在本发明的一个实施例中，所述传感器模块包括角加速度计和地磁感应计。

在本发明的一个实施例中，所述传感器模块还包括加速度计。

在本发明的一个实施例中，所述从图像采集设备的状态参数通过下述途径而得到：所述主图像采集设备向所述从图像采集设备请求；或者，每个图像采集设备实时将自己的状态参数报告给中央控制系统，所述中央控制系统将来自各图像采集设备的状态参数广播给其他图像采集设备；或者，每个图像采集设备实时将自己的状态参数报告给中央控制系统，所述主图像采集设备向所述中央控制系统请求所述从图像采集设备的状态参数。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集系统内的图像采集设备带有可转动且可控制的底座。

根据本发明另一方面，提供了一种图像采集设备，所述图像采集设备包括通信模块，所述通信模块用于使能所述图像采集设备与具有所述通信模块的其他图像采集设备进行通信，以与所述其他图像采集设备配合操作实现对进入图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪，所述图像采集系统由所述图像采集设备和所述其他图像采集设备构成。

在本发明的一个实施例中，所述通信模块为无线通信模块。

在本发明的一个实施例中，所述配合操作包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作以实现对所述目标的不间断跟踪。

在本发明的一个实施例中，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，所述主图像采集设备的操作包括：基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备，或者，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备；所述从图像采集设备的操作包括：基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

在本发明的一个实施例中，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，所述主图像采集设备的操作包括：基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备，或者，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；以及将所预测的所述目标的运动轨迹传送给所预测的所述从图像采集设备；所述从图像采集设备的操作包括：基于来自所述主图像采集设备的所述目标的运动轨迹以及自身的状态参数计算其自身应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及基于所述计算结果执行相应的操作。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集系统内的图像采集设备包括传感器模块，用于测量所述状态参数。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集系统内的图像采集设备带有可转动且可控制的底座。

根据本发明另一方面，提供了一种图像采集方法，所述图像采集方法包括：图像采集系统内所包括的图像采集设备之间通过进行通信实现配合操作，以实现对进入所述图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集设备之间的配合操作包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作以实现对所述目标的不间断跟踪。

在本发明的一个实施例中，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，所述主图像采集设备的操作包括：基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备，或者，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备；所述从图像采集设备的操作包括：基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

在本发明的一个实施例中，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，所述主图像采集设备的操作包括：基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备，或者，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；以及将所预测的所述目标的运动轨迹传送给所预测的所述从图像采集设备；所述从图像采集设备的操作包括：基于来自所述主图像采集设备的所述目标的运动轨迹以及自身的状态参数计算其自身应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及基于所述计算结果执行相应的操作。

根据本发明实施例的图像采集系统、设备和方法基于图像采集设备之间的通信使图像采集设备彼此配合操作，能够实现对进入图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本发明实施例的图像采集系统的示意性结构框图；

图2是根据本发明实施例的图像采集设备的示意性结构框图；

图3是根据本发明实施例的图像采集方法的示意性流程图；以及

图4是根据本发明另一实施例的图像采集方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

根据本发明的一方面，提供了一种图像采集系统，该图像采集系统包括至少两个图像采集设备，所述图像采集设备之间能够进行通信以配合操作实现对进入所述图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。下面，将参考图1结合具体实施例描述根据本发明一方面提供的图像采集系统。图1示出了根据本发明实施例的图像采集系统100的示意性结构框图。

如图1所示，图像采集系统100包括图像采集设备110、图像采集设备120以及图像采集设备130。其中，图像采集设备110、图像采集设备120以及图像采集设备130之间能够进行通信以配合操作实现对进入图像采集系统100的采集范围(即图像采集设备110、图像采集设备120以及图像采集设备130的采集范围)内的目标的不间断跟踪。此处，应理解，虽然在图1中将图像采集系统100示出为包括三个图像采集设备，但其仅是示例性的，图像采集系统100可以包括更多数目的图像采集设备。此外，虽然在图1中将图像采集系统100所包括的图像采集设备110、图像采集设备120以及图像采集设备130各自的位置示出为如图1所示，但其也是示例性的，也可以采用任何合适的位置来安排这些图像采集设备，只要满足它们之间能够进行通信以配合操作实现对进入图像采集系统100的采集范围内的目标的不间断跟踪即可。

在一个实施例中，图像采集系统100可以部署在通信网络中，例如有线网络、无线网络等。图像采集设备110、图像采集设备120以及图像采集设备130中的每一个可以包括通信模块，例如如图1所示的，图像采集设备110可以包括通信模块111，图像采集设备120可以包括通信模块121，图像采集设备130可以包括通信模块131。基于上述通信模块，每个图像采集设备可以与图像采集系统100内的其他图像采集设备进行通信。

示例性地，基于图像采集系统100被部署在的通信网络的类别，可以相应地设置图像采集设备110/120/130所包括的通信模块的类别。例如，在一个示例中，图像采集系统100部署在无线通信网络中，则图像采集设备110/120/130所包括的通信模块111/121/131可以为无线通信模块，例如蓝牙(Bluetooth)模块、紫蜂(Zigbee)模块、或其他任何合适的无线通信模块。进一步地，图像采集系统100被部署在的通信网络可以为无线网格(mesh)网络。基于无线网格网络，不仅使得图像采集系统100内图像采集设备安装部署简单，还能够扩展无线宽带的覆盖范围，网络稳定性也高。

基于上面描述的通信模块，图像采集系统100内的图像采集设备之间可以进行通信以配合操作实现对进入图像采集系统100的采集范围内的目标的不间断跟踪。

在一个实施例中，图像采集系统100内的图像采集设备之间的配合操作可以包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作以实现对所述目标的不间断跟踪。

例如，继续参考图1，在一个示例中，目标A首先进入到了图像采集设备110的视野(即采集范围)之内，则图像采集设备110可以基于目标A的运动轨迹确定将被目标A进入视野的下一个图像采集设备。例如，图像采集设备110可以基于其自身对目标A采集的多帧图像，来判断目标A的运动方向和运动速度。然后，基于所判断的目标A的运动方向和运动速度预测目标A的运动轨迹。

接着，图像采集设备110可以基于所预测的目标A的运动轨迹以及图像采集系统100内的其他图像采集设备(在图1的实施例中即指图像采集设备120和图像采集设备130)的位置来预测将被目标A进入视野的下一个图像采集设备。或者，图像采集设备110可以基于所预测的目标A的运动轨迹以及图像采集系统100内的其他图像采集设备(在图1的实施例中即指图像采集设备120和图像采集设备130)的位置和镜头朝向来预测将被目标A进入视野的下一个图像采集设备。

图像采集设备110可采用以下方式之一搜索附近的图像采集系统100内的其他图像采集设备并获得图像采集系统100内的其他图像采集设备的位置：

方式一：图像采集设备110通过蓝牙模块或紫蜂模块外发位置请求信息，位置请求信息中包含图像采集设备110的通信地址；图像采集系统100内的其他图像采集设备接收到位置请求信息后，基于图像采集设备110的通信地址将自身的位置信息发送至图像采集设备110；由于蓝牙模块或紫蜂模块的通信距离具有一定的局限性，从而保证了仅图像采集设备110附近的其他图像采集设备能够接收到位置请求信息，实现图像采集设备110对图像采集系统100内的其他图像采集设备位置的获取；

方式二：图像采集系统100存储有图像采集系统100内所有图像采集设备的位置信息，当图像采集设备110需要获取图像采集系统100内的其他图像采集设备的位置时，生成位置请求信息，并将位置请求信息发送至图像采集系统100，位置请求信息中包含图像采集设备110自身的位置信息；图像采集系统100接收到位置请求信息后，基于图像采集设备110自身的位置信息获得图像采集设备110附近的其他图像采集设备的位置信息，并将图像采集设备110附近的其他图像采集设备的位置信息发送至图像采集设备110，图像采集设备的位置信息由图像采集系统100统一管理，保证了图像采集设备110获取到的位置信息的可靠性；

方式三：图像采集系统100内的所有图像采集设备的位置可以事先存储(例如以表的形式存储)在每个图像采集设备中，无需与外部通信即可获得图像采集系统100内的其他图像采集设备的位置，提升图像采集系统100的安全性；

方式四：图像采集系统110通过上述一至三任意一种方式获得图像采集系统100内的其他图像采集设备位置的同时，获得图像采集系统100内的其他图像采集设备的镜头朝向，并基于图像采集系统100内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向信息来确定将被目标A进入视野的下一个图像采集设备。本发明并不对图像采集系统110如何基于其他图像采集设备的位置和镜头朝向信息来确定下一个图像采集设备进行限制。一种可选的方式为，图像采集系统110基于目标A的运动轨迹，利用获得的位置信息和镜头朝向信息，分析图像采集系统100中其他图像采集设备中的哪一个最利于对目标A进行继续追踪，也就是说，确定为使目标A进入视野范围，图像采集系统100中其他图像采集设备中的哪一个需要进行的姿态调整最小，将需要进行姿态调整最小的图像采集设备作为下一个图像采集设备。

经过图像采集设备110的预测，例如图像采集设备110预测到下一个将被目标A进入视野的图像采集设备为图像采集设备120，则图像采集设备110可以基于图像采集设备120的状态参数计算图像采集设备120应保持现状或应在预定时间改变为预定状态。其中，预定时间是指图像采集设备110基于图像采集设备120当前的状态参数计算获得的为使目标A进入图像采集设备120的视野范围，图像采集设备120从当前状态改变为预定状态所需要的时间；预定状态是指图像采集设备110基于图像采集设备120当前的状态参数计算获得的为使目标A进入图像采集设备120的视野范围，图像采集设备120需要采用的镜头朝向、角度等姿态参数。其中，图像采集设备120的状态参数例如可以为图像采集设备120的镜头朝向，或者，图像采集设备120的状态参数可以包括转动速度和镜头朝向，其中，转动速度为图像采集设备120镜头当前在空间中的旋转角速度，镜头朝向为图像采集设备120镜头当前在空间坐标系中的朝向角度坐标。

例如，当前图像采集设备120的镜头朝向为东北方向(为了描述简单，此处将镜头朝向概括为大概朝向，实际应用中可以将镜头朝向计算为更精确的结果)，而目标A现在正由北往南走去，图像采集设备110当前的镜头朝向为西南方向，在目标A继续运动一段时间/距离后，图像采集设备110可能无法再跟踪到目标A，而目标A即将进入图像采集设备120的视野，但图像采集设备120的当前朝向无法接替图像采集设备110对目标A的跟踪，而导致目标A可能被“跟丢”。因此，图像采集设备110可以基于图像采集设备120的状态参数(例如前述的转动速度和镜头朝向)计算出图像采集设备120应该执行何种特定的操作(例如是保持现状即可，还是应该转动一定角度以及何时转动、转动怎样的角度)，以接替图像采集设备110继续捕捉目标A，甚至在图像采集设备110“跟丢”目标A之前就提前接替捕捉目标A。接着，图像采集设备110可以经由图像采集系统100被部署在的网络、通过前述通信模块111将计算出的结果传送给图像采集设备120，计算结果可以包括图像采集设备120应当进行姿态调整的方向、角度、速度等参数信息。最后，图像采集设备120可直接基于图像采集设备110的“命令”执行相应的操作，图像采集设备120可通过自身内部的加速度计、角加速度计、地磁感应计等传感器模块判断当前姿态是否符合图像采集设备110的“命令”要求，并在姿态调整完成后在视野范围内搜索目标A，以实现从图像采集设备110到图像采集设备120对目标A的捕捉的“无缝切换”。一种可选的跟踪切换方式为，当目标A进入图像采集系统100中的图像采集设备110的视野范围后，图像采集设备110开始控制自身的姿态对目标A进行跟踪，同时基于目标A的运动轨迹通知图像采集设备120进行姿态调整，图像采集设备120调整自身姿态后在视野范围内寻找目标A，当图像采集设备120观测到目标A后，开始控制自身的姿态对目标A进行跟踪，同时生成目标获取反馈信息，并将目标获取反馈信息发送至图像采集设备110，图像采集设备110接收到目标获取反馈信息后，根据需要继续对目标A进行跟踪或停止对目标A的跟踪，从而保证了目标A能够出现在图像采集系统100中至少一个图像采集设备的视野范围内。

在该示例中，可以将图像采集设备110定义为主图像采集设备，将图像采集设备120定义为从图像采集设备，主图像采集设备进行上面所述的判断、预测、计算等等，从图像采集设备基于主图像采集设备的“指令”进行操作。在另一个示例中，主图像采集设备也可以仅预测出目标的运动轨迹和目标下一个将进入视野的图像采集设备。相应地，从图像采集设备基于主图像采集设备预测的目标的运动轨迹自己计算应该执行的特定操作(例如应保持现状、或转动一定角度等)。在其他示例中，主图像采集设备与从图像采集设备之间的分工配合也可以为其他任意合适的方式，只要能够实现对目标的不间断跟踪即可。

然后，一旦目标A进入到了主图像采集设备(即图像采集设备110)所预测的从图像采集设备(即图像采集设备120)的视野，此时的从图像采集设备(即图像采集设备120)即变为了主图像采集设备，即此时图像采集设备120可以执行前面所述的图像采集设备110的一切操作，找到将被目标A进入视野的下一个图像采集设备，以此类推，直到目标A不再处于整个图像采集系统100的采集范围为止，也就是说，图像采集系统100内的每个图像采集设备根据当前的跟踪状态，能够在主图像采集设备与从图像采集设备之间进行切换。基于此，可实现目标A在图像采集系统100内的连续的不间断的跟踪。

在进一步的实施例中，前面提到的图像采集设备的状态参数还可以包括图像采集设备的俯仰角度。例如，当图像采集设备110采集目标A的图像时，发现由于目标A身高关系或图像采集设备110本身俯仰角度不恰当等原因而导致目标A出现在镜头的非中央区域，此时对目标A采集的图像可能准确度不够而导致后续算法分析(例如人脸识别等)的不准确。在这种情况下，图像采集设备110可以基于图像采集设备120当前的俯仰角度判断图像采集设备120是否需要调整俯仰角度、以及如果要调整的话需要调整到怎样的俯仰角度以采集到更好的图像，并将其判断结果(或者还包括计算结果)也传送给图像采集设备120。同样地，图像采集设备120可基于图像采集设备110传送的“命令”执行相应的操作。

在其他示例中，前面提到的图像采集设备的状态参数还可以包括其他可能影响图像采集的状态参数。这些状态参数可以由图像采集设备里的传感器模块来测量，例如将图像采集系统100内的图像采集设备均设置为包括传感器模块，以测量前述的状态参数。例如，如图1所示，图像采集设备110可以包括传感器模块112；图像采集设备120可以包括传感器模块122；图像采集设备130可以包括传感器模块132。

在一个示例中，传感器模块可以包括角加速度计和地磁感应计，分别用于测量转动速度和镜头朝向。在另一个示例中，传感器模块还可以包括加速度计，以用于测量图像采集设备的俯仰角度。此外，图像采集系统100内的各图像采集设备可以均为带有可转动且可控制的底座，以实现上述角度的旋转等操作。

这些状态参数为各图像采集设备自己的传感器模块所测量的数据，在前面的示例中，图像采集设备110在基于图像采集设备120的状态参数计算图像采集设备120应执行的特定操作时，可以通过下述途径中的任一项来得到图像采集设备120的状态参数：(1)图像采集设备110向图像采集设备120请求，然后图像采集设备120响应于该请求向图像采集设备110传送。(2)每个图像采集设备实时将自己的状态参数报告给中央控制系统，中央控制系统将来自各图像采集设备的状态参数广播给其他图像采集设备，这样图像采集设备110通过中央控制系统的广播可得知图像采集设备120的状态参数。(3)每个图像采集设备实时将自己的状态参数报告给中央控制系统，图像采集设备110通过向中央控制系统发送请求，中央控制系统响应于该请求而将图像采集设备120的状态参数发送给图像采集设备110。在其他示例中，图像采集设备110也可以基于任何其他合适的方式来获取图像采集设备120的状态参数。

当然，如果图像采集设备110仅预测目标A的运动轨迹以及将被目标A进入视野的下一个图像采集设备是图像采集设备120，那么图像采集设备110无需通过上述方式来获得图像采集设备120的状态参数，而由图像采集设备120自身直接基于自己的状态参数计算它应执行的操作，具体地，图像采集设备110将预测获得的目标A的运动轨迹发送至图像采集设备120，图像采集设备120基于自身的状态参数及获得的目标A的运动轨迹进行姿态调整，并在姿态调整完成后搜索视野范围内的目标A。

基于上面的描述，根据本发明实施例的图像采集系统100基于图像采集设备之间的通信使图像采集设备彼此配合操作，能够实现对进入图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

根据本发明的另一方面，还提供了一种图像采集设备，下面结合图2通过具体实施例描述根据本发明另一方面提供的图像采集设备。图2示出了根据本发明实施例的图像采集设备200的示意性结构框图。如图2所示，图像采集设备200包括通信模块201，所述通信模块201用于使能所述图像采集设备200与具有所述通信模块的其他图像采集设备进行通信，以与所述其他图像采集设备配合操作实现对进入图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪，其中，所述图像采集系统由所述图像采集设备和所述其他图像采集设备构成。

例如，根据本发明另一方面所提供的图像采集设备200可以为前述图像采集系统100所包括的图像采集设备110、120和130中的任一个，图像采集设备200所包括的通信模块201如前述图像采集设备110、120和130中的通信模块111、121和131。

在一个示例中，图像采集设备200的通信模块201可以为无线通信模块，这样图像采集设备200可以经由无线通信网络与部署在该网络中的和它一起构成图像采集系统的其他图像采集设备进行通信。例如，图像采集设备200的通信模块201可以为蓝牙模块、紫蜂模块、或诸如此类等等。在另一个示例中，图像采集设备200的通信模块201也可以为有线通信模块或其他任何可以实现通信功能的模块，这可以取决于其被部署在网络的类型。

在一个实施例中，图像采集设备200与其他图像采集设备之间的配合操作可以包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作，以实现对所述目标的不间断跟踪。

示例性地，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，所述主图像采集设备的操作包括：基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备，或者基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备；所述从图像采集设备基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

可参照上文结合图1所描述的关于图像采集系统的实施例详细理解图2的图像采集设备与其他图像采集设备之间为实现对目标的不间断跟踪而实施的配合操作，为了简洁，此处不再赘述。

在一个实施例中，图像采集设备200还可以包括传感器模块202，用于测量图像采集设备200的前述状态参数。示例性地，图像采集设备200的状态参数可以包括转动速度、镜头朝向，或者还可以包括俯仰角度。相应地，传感器模块202可以包括角加速度计和地磁感应计，或者还可以包括加速度计，以分别用于测量图像采集设备200的转动速度、镜头朝向和俯仰角度。

此外，为了实现前述的图像采集设备200与其他图像采集设备之间的配合操作，图像采集设备200可以包括存储器203和处理器204，其中存储器203可以存储与前述的配合操作相对应的计算机指令，处理器204可执行存储器203所存储的计算机指令，以实现所述配合操作。当然，为了实现图像采集设备200的一些转动操作、或调整角度的操作等，图像采集设备200还可以包括可转动且可控制的底座(未在图2中示出)。

应理解，为了简洁，图2中仅示例性地示出了图像采集设备200根据本发明实施例可包括的元件/模块，图像采集设备200还可以包括未示出的实现图像采集功能所需的其他元件/模块。

根据本发明的又一方面，还提供了一种图像采集方法。所述图像采集方法包括：图像采集系统内所包括的图像采集设备之间通过进行通信实现配合操作，以实现对进入所述图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。

示例性地，所述图像采集设备之间的配合操作包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作，以实现对所述目标的不间断跟踪。

为了描述方便，可以将所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，将所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备。下面结合图3描述据本发明另一方面提供的图像采集方法300，即主从图像采集设备之间的配合操作。

如图3所示，图像采集方法300包括以下步骤：

在步骤S310，主图像采集设备基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹。

在步骤S320，所述主图像采集设备基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备。作为一种选择，该步骤S320也可以为(未在图3中示出)：所述主图像采集设备基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备。

在步骤S330，所述主图像采集设备获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态。

在步骤S340，所述主图像采集设备将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备。

在步骤S350，所述从图像采集设备基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

在步骤S360，一旦所述目标进入所述从图像采集设备的视野，所述从图像采集设备变为新的主图像采集设备执行步骤S310到S340。

图4示出了本发明另一实施例的图像采集方法400的示意性流程图。如图4所示，图像采集方法400可以包括以下步骤：

在步骤S410，主图像采集设备基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹。

在步骤S420，所述主图像采集设备基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备。作为一种选择，该步骤S420也可以为(未在图4中示出)：所述主图像采集设备基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备。

在步骤S430，所述主图像采集设备将所预测的所述目标的运动轨迹传送给所预测的从图像采集设备。

在步骤S440，所述从图像采集设备基于所述目标的运动轨迹以及自身的状态参数计算其自身应保持现状或应在预定时间改变为预定状态。

在步骤S450，所述从图像采集设备基于在步骤S440的计算结果执行相应的操作。

在步骤S460，一旦所述目标进入所述从图像采集设备的视野，所述从图像采集设备变为新的主图像采集设备执行步骤S410到S430。

图3和图4示例性地描述了根据本发明实施例的图像采集方法的具体流程，可以参照上文结合图1所描述的关于图像采集系统的实施例详细理解图3和图4所示的图像采集方法的操作，为了简洁，此处不再赘述。

基于上面的描述，根据本发明实施例的图像采集系统、设备和方法基于图像采集设备之间的通信使图像采集设备彼此配合操作，能够实现对进入图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的物品分析设备中的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统包括至少两个图像采集设备，所述图像采集设备之间能够进行通信以配合操作实现对进入所述图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪，其中，所述图像采集设备之间的配合操作包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，其中，将需要进行姿态调整最小的图像采集设备作为所述下一个图像采集设备；所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作，以实现对所述目标的不间断跟踪，所述特定操作包括保持现状或在预定时间改变为预定状态，其中，基于所述下一个图像采集设备的状态参数计算所述下一个图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态，所述预定状态是指为使所述目标进入所述下一个图像采集设备的视野范围，所述下一个图像采集设备需要采用的状态参数，所述状态参数包括转动速度、镜头朝向和俯仰角度。

2.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统部署在通信网络中，每个所述图像采集设备包括通信模块，以用于与所述图像采集系统内的其他图像采集设备进行通信。

3.根据权利要求2所述的图像采集系统，其特征在于，所述通信网络为无线通信网络，所述通信模块为无线通信模块。

4.根据权利要求3所述的图像采集系统，其特征在于，所述无线通信网络为无线网格网络。

5.根据权利要求3或4所述的图像采集系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块或紫蜂模块。

6.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，

所述主图像采集设备的操作包括：

基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；

基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；

获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及

将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备；

所述从图像采集设备的操作包括：

基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

7.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，

所述主图像采集设备的操作包括：

基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；

基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；以及

将所预测的所述目标的运动轨迹传送给所预测的所述从图像采集设备；

所述从图像采集设备的操作包括：

基于来自所述主图像采集设备的所述目标的运动轨迹以及自身的状态参数计算其自身应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及

基于所述计算结果执行相应的操作。

8.根据权利要求6或7所述的图像采集系统，其特征在于，所述主图像采集设备在基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹之后，基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备之前，还包括步骤：

搜索所述图像采集系统内所述主图像采集设备附近的其他图像采集设备，并获得所述附近的其他图像采集设备的位置。

9.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统内的图像采集设备包括传感器模块，用于测量所述状态参数。

10.根据权利要求9所述的图像采集系统，其特征在于，所述传感器模块包括角加速度计和地磁感应计。

11.根据权利要求10所述的图像采集系统，其特征在于，所述传感器模块还包括加速度计。

12.根据权利要求6所述的图像采集系统，其特征在于，所述从图像采集设备的状态参数通过下述途径得到：

所述主图像采集设备向所述从图像采集设备请求；或者，

每个图像采集设备实时将自己的状态参数报告给中央控制系统，所述中央控制系统将来自各图像采集设备的状态参数广播给其他图像采集设备；或者，

每个图像采集设备实时将自己的状态参数报告给中央控制系统，所述主图像采集设备向所述中央控制系统请求所述从图像采集设备的状态参数。

13.根据权利要求6或7所述的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统内的图像采集设备带有可转动且可控制的底座。

14.一种图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备包括通信模块，所述通信模块用于使能所述图像采集设备与具有所述通信模块的其他图像采集设备进行通信，以与所述其他图像采集设备配合操作实现对进入图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪，所述图像采集系统由所述图像采集设备和所述其他图像采集设备构成，其中，所述配合操作包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，其中，将需要进行姿态调整最小的图像采集设备作为所述下一个图像采集设备；所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作，以实现对所述目标的不间断跟踪，所述特定操作包括保持现状或在预定时间改变为预定状态，其中，基于所述下一个图像采集设备的状态参数计算所述下一个图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态，所述预定状态是指为使所述目标进入所述下一个图像采集设备的视野范围，所述下一个图像采集设备需要采用的状态参数，所述状态参数包括转动速度、镜头朝向和俯仰角度。

15.根据权利要求14所述的图像采集设备，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块。

16.根据权利要求14所述的图像采集设备，其特征在于，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，

所述主图像采集设备的操作包括：

基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；

基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；

获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及

将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备；

所述从图像采集设备的操作包括：

基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

17.根据权利要求14所述的图像采集设备，其特征在于，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，

所述主图像采集设备的操作包括：

基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；

基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；以及

将所预测的所述目标的运动轨迹传送给所预测的所述从图像采集设备；

所述从图像采集设备的操作包括：

基于来自所述主图像采集设备的所述目标的运动轨迹以及自身的状态参数计算其自身应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及

基于所述计算结果执行相应的操作。

18.根据权利要求16或17所述的图像采集设备，其特征在于，所述图像采集系统内的图像采集设备包括传感器模块，用于测量所述状态参数。

19.根据权利要求17或17所述的图像采集设备，其特征在于，所述图像采集系统内的图像采集设备带有可转动且可控制的底座。

20.一种图像采集方法，其特征在于，所述图像采集方法包括：

图像采集系统内所包括的图像采集设备之间通过进行通信实现配合操作，以实现对进入所述图像采集系统的采集范围内的目标的不间断跟踪，其中，所述图像采集设备之间的配合操作包括：一个图像采集设备基于进入其视野的目标的运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向确定将被所述目标进入视野的下一个图像采集设备、并通知所述下一个图像采集设备，其中，将需要进行姿态调整最小的图像采集设备作为所述下一个图像采集设备；所述下一个图像采集设备基于所述通知执行特定操作，以实现对所述目标的不间断跟踪，所述特定操作包括保持现状或在预定时间改变为预定状态，其中，基于所述下一个图像采集设备的状态参数计算所述下一个图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态，所述预定状态是指为使所述目标进入所述下一个图像采集设备的视野范围，所述下一个图像采集设备需要采用的状态参数，所述状态参数包括转动速度、镜头朝向和俯仰角度。

21.根据权利要求20所述的图像采集方法，其特征在于，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，

所述主图像采集设备的操作包括：

基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；

基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；

获取所述从图像采集设备的状态参数，基于所述从图像采集设备的状态参数计算所述从图像采集设备应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及

将所述计算得出的结果传送给所述从图像采集设备；

所述从图像采集设备的操作包括：基于来自所述主图像采集设备的计算结果执行相应的操作。

22.根据权利要求20所述的图像采集方法，其特征在于，所述一个图像采集设备定义为主图像采集设备，所述下一个图像采集设备定义为从图像采集设备，其中，

所述主图像采集设备的操作包括：

基于进入其视野的目标的运动方向和运动速度预测所述目标的运动轨迹；

基于所述运动轨迹以及所述图像采集系统内的其他图像采集设备的位置和镜头朝向预测将被所述目标进入视野的所述从图像采集设备；以及

将所预测的所述目标的运动轨迹传送给所预测的所述从图像采集设备；

所述从图像采集设备的操作包括：

基于来自所述主图像采集设备的所述目标的运动轨迹以及自身的状态参数计算其自身应保持现状或应在预定时间改变为预定状态；以及

基于所述计算结果执行相应的操作。

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