CN108574822B - 一种实现目标跟踪的方法、云台摄像机和监控平台 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种实现目标跟踪的方法、云台摄像机和监控平台。所述云台摄像机包括用于获取所述云台摄像机的镜头朝向的电子罗盘、用于获取所述云台摄像机的位置信息的GPS芯片和处理器。所述处理器，用于接收监控平台发送的包括目标的位置信息的跟踪指令,并根据所述目标的位置信息、所述GPS芯片获取的所述云台摄像机的位置信息、以及所述电子罗盘获取的所述云台摄像机的镜头朝向调整所述云台摄像机的拍摄角度以拍摄所述目标。根据本发明实施例，可以根据目标和云台摄像机的实际地理位置、以及所述云台摄像机当前的镜头朝向调整该云台摄像机的拍摄角度，因此可以准确地对目标进行跟踪拍摄。

Description

一种实现目标跟踪的方法、云台摄像机和监控平台

技术领域

本发明实施例涉及视频监控领域，尤其涉及实现目标跟踪的方法、云台摄像机和监控平台。

背景技术

云台摄像机是视频监控领域的一种支持调整拍摄方向并进行镜头变倍的摄像机，具体可以是球机或可外接云台的摄像机。

云台摄像机的主要优势在于其支持垂直方向上下、水平方向左右调整拍摄方向以及沿光轴方向的镜头变倍，从而可以使用户全方位地观察四周的物体，其视野不受相机安装位置、安装角度及镜头视角的限制。因此在实际监控场景中可以利用多个云台摄像机对移动的目标进行跟踪。

在实现目标跟踪的现有技术中，需要先获取各个云台摄像机拍摄的图像，并根据各个云台摄像机拍摄的图像计算各个云台摄像机的视野分割线，当检测到目标移动过视野分割线进入下一云台摄像机的视野时，根据目标在该云台摄像机的视野中的坐标计算该云台摄像机的初始拍摄角度。根据该方法实现目标跟踪，跟踪交接相关信息的获取(如初始拍摄角度的计算、下一云台摄像机的选择等)依赖于对各云台摄像机拍摄的图像的分析。由于各个云台摄像机拍摄的角度不同，因此分析的结果往往并不准确，导致无法准确地对目标进行跟踪拍摄。

发明内容

本发明实施例提供一种实现目标跟踪的方法、云台摄像机和监控平台，用于解决现有技术中存在的目标跟踪的准确度不高的问题。

本申请第一方面提供了一种云台摄像机，所述云台摄像机包括用于获取所述云台摄像机的镜头朝向的电子罗盘、用于获取所述云台摄像机的位置信息(包括所述云台摄像机的经纬度)的GPS芯片和处理器。

所述处理器，用于接收监控平台发送的跟踪指令,所述跟踪指令包括目标的位置信息，所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度；并用于根据所述目标的位置信息、所述GPS芯片获取的所述云台摄像机的位置信息、所述电子罗盘获取的所述云台摄像机的镜头朝向调整所述云台摄像机的拍摄角度以拍摄所述目标，如根据所述云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息确定对应所述目标的目的拍摄角度，并将所述云台摄像机的拍摄角度调整至所述目的拍摄角度以拍摄所述目标。

根据第一方面的实现方式，可以根据目标和云台摄像机的实际地理位置(经纬度等)、以及所述云台摄像机当前的镜头朝向调整该云台摄像机的拍摄角度，因此可以准确地对目标进行跟踪拍摄。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述目的拍摄角度包括目的水平拍摄角度和目的垂直拍摄角度，相应地，所述处理器根据所述目标的经纬度和所述云台摄像机的经纬度计算所述目标相对于所述云台摄像机的方位，并根据如下公式计算所述目的水平拍摄角度：

Pgoal＝Pcur+(A-R)

其中，Pgoal为所述云台摄像机的目的水平拍摄角度，Pcur为所述云台摄像机的当前水平拍摄角度，A为所述目标相对于所述云台摄像机的方位，R为所述云台摄像机的镜头朝向。所述处理器还根据所述目标的经纬度、所述云台摄像机的经纬度、以及所述目标和所述云台摄像机之间的高度差计算所述云台摄像机的目的垂直拍摄角度。

在具体实现时，可以根据公式T＝arcsin(h/d)计算所述目的垂直拍摄角度，其中，T为所述目的垂直拍摄角度，h为所述高度差，d为所述目标和所述云台摄像机之间的距离。所述处理器具体可以根据通过所述GPS芯片获得的自身的海拔高度和从所述跟踪指令获取的所述目标的海拔高度计算所述高度差。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，可以精确地计算所述云台摄像机要调整到的水平拍摄角度和垂直拍摄角度，从而精确地实现目标跟踪。

本申请第二方面提供了一种云台摄像机，所述云台摄像机包括收发器和处理器；

所述处理器，用于通过所述收发器接收监控平台发送的跟踪指令,并将所述云台摄像机的拍摄角度调整至预设的开始拍摄角度；还用于在确定所述云台摄像机的拍摄角度到达预设的结束拍摄角度时通过所述收发器向所述监控平台发送切换指令，所述切换指令用于指示所述监控平台选择接替所述云台摄像机拍摄目标的其它云台摄像机。

所述开始拍摄角度和所述结束拍摄位置具体可以是根据各摄像机之间的距离以及各摄像机可监控的范围设置的。

根据第二方面的实现方式，可以根据预设的开始拍摄角度和结束拍摄角度对目标进行跟踪拍摄，而该开始拍摄角度和结束拍摄角度具体可以是根据各摄像机之间的距离以及各摄像机可监控的范围设置的，因此可以准确地对目标进行跟踪拍摄。

本申请第三方面提供了一种监控平台，所述监控平台包括处理单元和发送单元；所述处理单元，用于在确定需要选择接替第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机时，根据所述目标的位置信息选择满足跟踪条件的云台摄像机作为所述第二云台摄像机，所述第一云台摄像机为正在拍摄所述目标的云台摄像机；还用于通过所述发送单元向所述第二云台摄像机发送跟踪指令，所述跟踪指令用于指示所述第二云台摄像机对所述目标进行拍摄。

根据第三方面的实现方式，可以根据目标的实际地理位置(经纬度等)选择要接替第一云台摄像机拍摄所述目标的第二云台摄像机，因此可以选择位置合适的第二云台摄像机对所述目标进行跟踪拍摄，从而实现精准跟踪。

在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述满足跟踪条件的第二云台摄像机，具体可以是与所述目标之间的距离小于或等于预设的第二距离阈值的云台摄像机，也可以是多个云台摄像机中的与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。

所述处理单元具体可以根据所述目标的经纬度和与所述第一云台摄像机相邻的云台摄像机的经纬度计算与所述第一云台摄像机相邻的各云台摄像机与所述目标之间的距离，并根据与所述第一云台摄像机相邻的各云台摄像机与所述目标之间的距离选择与所述目标之间的距离小于或等于所述距离阈值的云台摄像机或与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。

根据第三方面的第一种可能的实现方式，由于可以仅在与所述第一云台摄像机相邻的云台摄像机中进行选择，计算量比较小，可以节省所述监控平台的计算资源。

本申请第四方面提供了一种实现目标跟踪的方法，所述方法包括：云台摄像机接收监控平台发送的跟踪指令,所述跟踪指令包括目标的位置信息，所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度，获取所述云台摄像机的镜头朝向，并根据所述云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息调整所述云台摄像机的拍摄角度以拍摄所述目标，所述云台摄像机的位置信息包括所述云台摄像机的经纬度，如根据所述云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息确定对应所述目标的目的拍摄角度，并将所述云台摄像机的拍摄角度调整至所述目的拍摄角度以拍摄所述目标。

根据第四方面的实现方式，可以根据目标和云台摄像机的实际地理位置(经纬度等)、以及所述云台摄像机当前的镜头朝向调整该云台摄像机的拍摄角度，因此可以准确地对目标进行跟踪拍摄。

在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述目的拍摄角度包括目的水平拍摄角度和目的垂直拍摄角度；相应地，所述云台摄像机根据所述目标的经纬度和所述云台摄像机的经纬度计算所述目标相对于所述云台摄像机的方位，并根据如下公式计算所述目的水平拍摄角度：

Pgoal＝Pcur+(A-R)

其中，Pgoal为所述云台摄像机的目的水平拍摄角度，Pcur为所述云台摄像机的当前水平拍摄角度，Q为所述目标相对于所述云台摄像机的方位，A为所述云台摄像机的镜头朝向。

所述云台摄像机还根据所述目标的经纬度、所述云台摄像机的经纬度、以及所述目标和所述云台摄像机之间的高度差计算所述云台摄像机的目的垂直拍摄角度。

在具体实现时，可以根据公式T＝arcsin(h/d)计算所述目的垂直拍摄角度，其中，T为所述目的垂直拍摄角度，h为所述高度差，d为所述目标和所述云台摄像机之间的距离。所述处理器具体可以根据通过所述GPS芯片获得的自身的海拔高度和从所述跟踪指令获取的所述目标的海拔高度计算所述高度差。

根据第四方面的第一种可能的实现方式，可以精确地计算所述云台摄像机要调整到的水平拍摄角度和垂直拍摄角度，从而精确地实现目标跟踪。

本申请第五方面提供了一种实现目标跟踪的方法，所述方法包括：云台摄像机在接收到监控平台发送的跟踪指令时将所述云台摄像机的拍摄角度调整至预设的开始拍摄角度；所述云台摄像机在确定所述云台摄像机的拍摄角度到达预设的结束拍摄角度时向所述监控平台发送切换指令，所述切换指令用于指示所述监控平台选择接替所述云台摄像机拍摄目标的其它云台摄像机。所述开始拍摄角度和所述结束拍摄位置具体可以是根据各摄像机之间的距离以及各摄像机可监控的范围设置的。

根据第二方面的实现方式，可以根据预设的开始拍摄角度和结束拍摄角度对目标进行跟踪拍摄，而该开始拍摄角度和结束拍摄角度具体可以是根据各摄像机之间的距离以及各摄像机可监控的范围设置的，因此可以准确地对目标进行跟踪拍摄。

本申请第六方面提供了一种实现目标跟踪的方法，所述方法包括：监控平台在确定需要选择接替第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机时，根据所述目标的位置信息选择满足跟踪条件的云台摄像机作为所述第二云台摄像机，所述第一云台摄像机为正在拍摄所述目标的云台摄像机，所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度，并向所述第二云台摄像机发送跟踪指令，所述跟踪指令用于指示所述第二云台摄像机对所述目标进行拍摄。

根据第六方面的实现方式，可以根据目标的实际地理位置(经纬度等)选择要接替第一云台摄像机拍摄所述目标的第二云台摄像机，因此可以选择位置合适的第二云台摄像机对所述目标进行跟踪拍摄，从而实现精准跟踪。

在第六方面的第一种可能的实现方式中，所述满足跟踪条件的第二云台摄像机，具体可以是与所述目标之间的距离小于或等于预设的第二距离阈值的云台摄像机，也可以是多个云台摄像机中的与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。

所述监控平台具体可以根据所述目标的经纬度和与所述第一云台摄像机相邻的云台摄像机的经纬度计算与所述第一云台摄像机相邻的各云台摄像机与所述目标之间的距离，并根据与所述第一云台摄像机相邻的各云台摄像机与所述目标之间的距离选择与所述目标之间的距离小于或等于所述距离阈值的云台摄像机或与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。

根据第六方面的第一种可能的实现方式，由于可以仅在与所述第一云台摄像机相邻的云台摄像机中进行选择，计算量比较小，可以节省所述监控平台的计算资源。

本申请第七方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

本申请第八方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的目标跟踪系统100的组网结构示意图；

图2为本发明实施例提供的方法100的流程示意图；

图3-图5表示云台摄像机和目标之间的位置关系的示意图；

图6a和图6b是本发明实施例2提供的云台摄像机200的结构示意图；

图7是本发明实施例3提供的云台摄像机300的结构示意图；

图8是本发明实施例4提供的监控平台400的结构示意图；

图9是本发明实施例5提供的监控平台500的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图1为本发明实施例提供的一种目标跟踪系统100的组网结构示意图，目标跟踪系统100包括云台摄像机110和监控平台120。云台摄像机和监控平台120之间通过网络通信。所述云台摄像机110具体可以是球机，也可以是可外接云台的摄像机。

监控平台120在确定要对目标(如一辆行驶中的车)开始跟踪时，可以确定一个离该目标最近的云台摄像机A(如云台摄像机111)并指示云台摄像机A对该目标进行跟踪拍摄。

在跟踪过程中，当监控平台120在确定需要选择接替云台摄像机A拍摄目标的其它云台摄像机时，例如，在确定目标与云台摄像机A的距离超过预设的距离阈值时，确定一个接替云台摄像机A拍摄该目标的云台摄像机B(如云台摄像机112)并指示云台摄像机B对该目标进行跟踪拍摄。进一步，当监控平台在确定需要选择接替云台摄像机B拍摄目标的其它云台摄像机时，确定一个接替云台摄像机B拍摄该目标的云台摄像机C(如云台摄像机113)并指示云台摄像机C对该目标进行跟踪拍摄。依次对所述目标进行接力跟踪拍摄。

下面结合图1和图2介绍本发明实施例一提供的方法100。如图2所示，方法100包括如下步骤。

S101：监控平台(如图1所示的监控平台120)确定需要选择接替第一云台摄像机(如图1所示的云台摄像机112)拍摄目标的第二云台摄像机，所述第一云台摄像机为正在拍摄所述目标的云台摄像机。

所述监控平台具体可以在判断出所述目标和所述第一云台摄像机之间的距离(后续称为第一距离)大于预设的距离阈值时确定需要选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机。后续将这种确定方式称为实现方式A。

所述监控平台需要实时获取所述目标的位置信息。具体可以是所述目标上的定位装置将定位出的位置信息上报给所述监控平台，如，所述目标为一辆车，所述定位装置具体可以是这辆车上的具有全球定位系统(GPS,Global Positioning System)功能的设备，如手机、导航设备等。具体还可以是所述监控平台通过位置服务器获取所述目标的位置信息。通常所述监控平台可以周期性地获取所述目标当前的位置信息。所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度，还可以包括所述目标的海拔高度。

所述监控平台还需要获取各云台摄像机的位置信息，具体可以是由各云台摄像机将各云台摄像机的GPS芯片定位出的位置信息上报给所述监控平台。通常，各云台摄像机在安装到各自的监控地点时上报各自的位置信息。所述云台摄像机的位置信息包括所述云台摄像机的经纬度，还可以包括所述云台摄像机的海拔高度。

在实现方式A中，所述监控平台可以根据所述目标的经纬度和所述第一云台摄像机的经纬度计算所述第一距离。具体可以根据如下公式计算所述第一距离：

其中，d为所述第一距离，(Aw,Aj)为所述目标的经纬度，(Bw,Bj)为所述第一云台摄像机的经纬度，R为地球的半径。经纬度使用十进制角度数，如DDD.DDDD°。

进而，所述监控平台判断所述第一距离是否大于预设的距离阈值(后续称为第一距离阈值)。如果大于所述第一距离阈值，则可以确定需要选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机，并执行步骤S102；否则，根据所述目标移动后的位置对应的经纬度和所述第一云台摄像机的经纬度重新计算所述第一距离，并进而判断所述第一距离是否大于所述第一距离阈值，直至所述第一距离大于所述第一距离阈值。

S102：所述监控平台根据所述目标的位置信息选择满足跟踪条件的云台摄像机作为所述第二云台摄像机。

所述满足跟踪条件的第二云台摄像机具体可以是与所述目标之间的距离小于或等于预设的距离阈值(后续称为第二距离阈值)的云台摄像机，也可以是多个云台摄像机中的与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。所述第二距离阈值，可以与所述第一距离阈值相等。

在具体实现时，所述监控平台可以根据所述目标的经纬度和预先记录的各云台摄像机的经纬度计算各云台摄像机与所述目标之间的距离，并根据各云台摄像机与所述目标之间的距离选择与所述目标之间的距离小于或等于所述距离阈值的云台摄像机或与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。

所述监控平台还可以预先记录各云台摄像机之间的位置关系，如，从南到北依次为云台摄像机111、云台摄像机112、云台摄像机113和云台摄像机114。通常要接替第一云台摄像机拍摄所述目标的云台摄像机是与所述第一云台摄像机相邻的云台摄像机中的一个，如，当前正在拍摄所述目标的云台摄像机是云台摄像机112，则下一个需要接替云台摄像机112拍摄所述目标的云台摄像机一般为云台摄像机111或113，则所述监控平台可以根据所述目标的经纬度和与所述第一云台摄像机相邻的云台摄像机的经纬度计算与所述第一云台摄像机相邻的各云台摄像机与所述目标之间的距离，并根据与所述第一云台摄像机相邻的各云台摄像机与所述目标之间的距离选择与所述目标之间的距离小于或等于所述距离阈值的云台摄像机或与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。由于仅在与所述第一云台摄像机相邻的云台摄像机中进行选择，计算量比较小，可以节省所述监控平台的计算资源。

在计算所述目标和某一云台摄像机之间的距离时，具体可以根据步骤S101中计算所述目标和所述第一云台摄像机之间的距离的方法，不再赘述。

S103：所述监控平台向所述第二云台摄像机发送跟踪指令，所述跟踪指令用于指示所述第二云台摄像机对所述目标进行拍摄。

S104：所述第二云台摄像机根据所述跟踪指令调整所述第二云台摄像机的拍摄角度以拍摄所述目标。

具体可以通过实现方式M和实现方式N实现步骤S104。

实现方式M：

所述跟踪指令包括所述目标的位置信息。

所述第二云台摄像机收到所述跟踪指令后，获取所述第二云台摄像机的镜头朝向，并根据所述第二云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息调整所述第二云台摄像机的拍摄角度以拍摄所述目标。

所述第二云台摄像机具体可以根据所述第二云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息确定对应所述目标的目的拍摄角度，并将所述第一云台摄像机的拍摄角度调整至所述目的拍摄角度以拍摄所述目标。

云台摄像机的拍摄角度包括水平拍摄角度和垂直拍摄角度。相应地，所述目的拍摄角度包括目的水平拍摄角度和目标垂直拍摄角度。

所述第二云台摄像机可以根据如下方式计算所述目的水平拍摄角度(即所述第二云台摄像机的目的P值)。

S104A：所述第二云台摄像机根据所述目标的经纬度和所述第二云台摄像机的经纬度计算所述目标相对于所述第二云台摄像机的方位。

如图3所示，A为所述目标的位置，经纬度为(Aw，Aj)，B为所述第二云台摄像机的位置，经纬度为(Bw，Bj)，O为地球的中心点，C为北极点。

根据球面余弦公式，

cos(c)＝cos(a)×cos(b)+sin(a)×sin(b)×cos(C)

其中，∠C是面AOC和面BOC之间的夹角，也就是Bj-Aj

将已知数据代入，得出公式：

cos(c)＝cos(90-Bw)×cos(90-Aw)+sin(90-Bw)×sin(90-Aw)×cos(Bj-Aj)

则，

c＝arccos(cos(90-Bw)×cos(90-Aw)+sin(90-Bw)×sin(90-Aw)×cos(Bj-Aj))

根据球面正弦公式，

其中，∠A为面AOB和AOC之间的夹角，∠B为面AOB和BOC之间的夹角，∠C为面AOC和面BOC之间的夹角。

所以，得到∠A的值

∠A的值用于表征所述目标相对于所述第二云台摄像机的方位。

S104B:所述第二云台摄像机根据如下公式计算所述目的水平拍摄角度：

Pgoal＝Pcur+(A-R)

其中，Pgoal为所述第二云台摄像机的目的水平拍摄角度，Pcur为所述第二云台摄像机的当前水平拍摄角度(即所述第二云台摄像机当前的P值)，如图4所示，∠A表示所述目标相对于所述第二云台摄像机的方位，∠R表示所述第二云台摄像机的镜头朝向。

所述第二云台摄像机具体可以根据所述目标的经纬度、所述云台第二云台摄像机的经纬度、以及所述目标和所述第二云台摄像机之间的高度差计算所述第二云台摄像机的目的垂直拍摄角度(即所述第二云台摄像机的目的T值)。具体可以根据公式T＝arcsin(h/d)计算所述目的垂直拍摄角度，其中，T为所述目的垂直拍摄角度，h为所述高度差，d为所述目标和所述第二云台摄像机之间的距离。

在具体实现时，所述第二云台摄像机具体可以根据所述第二云台摄像机利用GPS芯片获得的自身的海拔高度和从所述跟踪指令获取的所述目标的海拔高度计算所述高度差。

另外，所述第二云台摄像机还可以根据所述目标和所述第二云台摄像机之间的距离(后续称为第二距离)确定所述第二云台摄像机的目的倍率(即所述第二云台摄像机的目的Z值)，并调整所述云台摄像机的拍摄倍率至所述目的倍率。

在具体实现时，可以预先设置多个距离范围与倍率的对应关系，如：

距离范围	Z值(倍率)
		(0,20m]	1
(20,30m]	1.3
		(30,40m]	1.9
(40,50m]	2.5
		(50,100m]	4.5

所述第二云台摄像机可以根据预先设置的多个距离范围与倍率的对应关系确定所述第二距离所在的距离范围所对应的倍率值作为所述目的倍率。

实现方式N：

在每个云台摄像机中都预设开始拍摄角度，所述开始拍摄角度可以采用设置预置位的方式进行设置。所述开始拍摄角度具体可以是根据各摄像机之间的距离以及各摄像机可监控的范围设置的。

相应地，所述第二云台摄像机可以在接收到所述跟踪指令时将所述第二云台摄像机的拍摄角度调整至预设的开始拍摄角度。

需要说明的是，在步骤S101之前，所述监控平台还可以向所述第一云台摄像机发送用于指示所述第一云台摄像机对所述目标进行拍摄的跟踪指令。相应地，所述第一云台摄像机收到所述跟踪指令后对所述目标进行拍摄。具体实现方式同步骤S103和S104，不再赘述。

在所述第一云台摄像机对所述目标进行跟踪拍摄的过程中，所述监控平台可以采用上述实现方式A执行步骤S101，也可以采用如下实现方式B执行步骤S101以确定需要选择接替第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机。

实现方式B：所述监控平台可以根据所述第一云台摄像机发送的切换指令确定需要选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机，所述切换指令用于指示所述监控平台选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机。

相应地，所述第一云台摄像机可以采用如下实现方式B1和B2发送所述切换指令。

实现方式B1：所述第一云台摄像机可以在确定所述第一云台摄像机的拍摄角度到达预设的拍摄角度时向所述监控平台发送所述切换指令。如，对应于上述实现方式N，在每个云台摄像机中都预设结束拍摄角度，相应地，在步骤S101中，所述第一云台摄像机在确定所述第一云台摄像机的拍摄角度到达预设的结束拍摄角度时向所述监控平台发送所述切换指令。所述结束拍摄角度也可以采用设置预置位的方式进行设置。所述结束拍摄角度具体可以是根据各摄像机之间的距离以及各摄像机可监控的范围进行设置的。

实现方式B2：所述第一云台摄像机还可以在判断出第二角度大于或等于第一角度时确定需要监控平台选择接替所述云台摄像机拍摄目标的其它云台摄像机；所述第二角度从所述云台摄像机到所述目标的当前位置的射线与第一直线之间的夹角，所述第一角度为从所述云台摄像机到所述目标的初始位置的射线和所述第一直线之间的夹角，所述第一直线为所述云台摄像机到所述目标的移动路线所在直线的垂线。

如图5所示，球机1为所述第一云台摄像机的示例；球机2为所述第二云台摄像机的示例；粗线为所述目标的移动路线示例，如果所述目标为一辆行使中的车辆，则所述目标的移动路线通常为所述车辆行使的道路所在的直线；直线L为所述第一直线的示例。

在具体实现时，可以将所述跟踪指令中包括的位置信息对应的位置(后续称为所述目标的初始位置)和所述目标的当前位置所在的直线作为所述目标的移动路线所在的直线。

所述第一云台摄像机收到所述跟踪指令后，转到如图5所示的开始跟踪位置(与所述目标的初始位置对应)开始跟踪拍摄，假定此时所述第一云台摄像机的视场范围的中心线(即所述第一云台摄像机与所述目标所在的直线)与直线L的夹角为α，则当第一云台摄像机的视场范围的中心线转到与直线L的夹角也为α的位置(如图5所示的结束跟踪位置)时，所述第一云台摄像机可以向所述监控平台发送所述切换指令。

可以理解的是，在步骤S104之后，所述监控平台还可以根据上述实现方式A或B中的一种确定需要选择接替第二云台摄像机拍摄所述目标的其它云台摄像机(如图1所示的云台摄像机113)，依次对所述目标进行跟踪拍摄。相应地，当所述监控平台根据上述实现方式B执行确定操作时，所述第二云台摄像机可以根据上述实现方式B1或B2中的一种向所述监控平台发送切换指令。

另外，在本发明实施例一中，所述监控平台可以在向所述第二云台摄像机发送所述跟踪指令后向所述第一云台摄像机发送停止跟踪指令，相应地，所述第一云台摄像机收到所述停止跟踪指令时停止对所述目标的跟踪拍摄，具体可以保持当前的拍摄方向不动，也可以将拍摄方向调整至预先设置的默认拍摄角度。

如果所述监控平台通过方式B实现步骤S101，即在步骤S101之前所述第一云台摄像机向所述监控平台发送切换指令，则所述第一云台摄像机也可以在发送所述切换指令后再经过预设时间长度停止对所述目标的跟踪拍摄。

需要说明的是，在各云台摄像机(如所述第二云台摄像机)确定所述目的拍摄角度并将拍摄角度调整至所述目的拍摄角度对所述目标进行拍摄后，当所述目标移动时，还需要对所述目标进行跟踪拍摄。具体可以通过对拍摄的图像进行目标检测的方式实现对所述目标的跟踪拍摄，也可以实时从所述监控平台获取所述目标当前的位置信息，并根据该位置信息对所述目标进行跟踪拍摄。

根据本发明实施例1，所述第二云台摄像机可以根据所述目标和所述云台摄像机的实际地理位置(经纬度等)、以及所述第二云台摄像机当前的镜头朝向调整该第二云台摄像机的拍摄角度，因此可以准确地对所述目标进行跟踪拍摄。所述监控平台可以根据目标的实际地理位置(经纬度等)选择要接替第一云台摄像机拍摄所述目标的第二云台摄像机，因此可以选择位置合适的第二云台摄像机对所述目标进行跟踪拍摄，从而进一步实现精准跟踪。

根据本发明实施例1，本发明实施例2提出了一种云台摄像机200。

如图6a所示，云台摄像机200可以包括：电子罗盘210、GPS芯片220和处理器230。其中，电子罗盘210用于获取所述云台摄像机200的镜头朝向，GPS芯片220用于获取所述云台摄像机200的位置信息，处理器230用于执行实施例一所述方法100中的云台摄像机(如所述第一云台摄像机、所述第二云台摄像机)执行的操作，并且在调整拍摄角度时具体通过实现方式M的方式进行调整。

处理器230具体可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

云台摄像机200还可以包括收发器240，处理器230在执行实施例一所述方法100中的云台摄像机(如所述第一云台摄像机、所述第二云台摄像机)执行的操作时，具体通过所述收发器接收监控平台发送的跟踪指令，以及通过所述收发器向所述监控平台发送切换指令。另外，如果处理器230在调整拍摄角度时具体通过实现方式N的方式进行调整，则云台摄像机200可以不用包括电子罗盘210和GPS芯片220。

所述云台摄像机200具体可以是球机。

如图6b所示，所述球机包括机芯、球机主板、云台控制板、接口板和GPS芯片。其中，电子罗盘内置在机芯中；处理器230具体为球机主板上的8127主芯片；机芯和球机主板通过同轴线异步收发传输器(UART，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)口进行通信；GPS芯片通过485接口与球机接口板进行交互；接口板上的STM32单片机接收GPS芯片传输过来的位置信息并传送给球机主板的8127主芯片；收发器240位于所述接口板。球机主板的8127主芯片通过云台控制板控制所述球机的云台以调整所述球机的拍摄方向。

所述云台摄像机300具体还可以是可外接云台的摄像机(后续称为摄像机300’)，所述云台摄像机300’没有内置云台部件，通过485接口与所述云台通信，且所述云台摄像机300’包括电子罗盘210、GPS芯片220、处理器230和收发器240。

根据本发明实施例1，本发明实施例3提出了一种云台摄像机300，如图7所示，所述云台摄像机300包括：接收单元310和处理单元320，还可以包括发送单元330。

本发明实施例3中描述的功能单元可以用来实施上述实施例1所述的方法100中的云台摄像机(如所述第一云台摄像机、所述第二云台摄像机)执行的操作。具体地，所述接收单元310用于从监控平台接收跟踪指令，所述处理单元320用于根据所述跟踪指令调整所述云台摄像机300的拍摄角度，所述发送单元330用于向所述监控平台发送切换指令。

根据本发明实施例1或2提供的云台摄像机，可以根据目标和云台摄像机的实际地理位置(经纬度等)、以及所述云台摄像机当前的镜头朝向调整该云台摄像机的拍摄角度，因此可以准确地对目标进行跟踪拍摄。

根据本发明实施例1，本发明实施例4提出了一种监控平台400，如图8所示，所述监控平台400包括：处理单元410和发送单元420，还可以包括接收单元430。

本发明实施例3中描述的功能单元可以用来实施上述实施例1所述的方法中的监控平台执行的操作。具体地，所述处理单元410，用于在确定需要选择接替第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机时，根据所述目标的位置信息选择满足跟踪条件的云台摄像机作为所述第二云台摄像机，并通过所述发送单元420向所述第二云台摄像机发送跟踪指令；发送单元420用于向云台摄像机(如所述第二云台摄像机)发送跟踪指令。所述接收单元410，用于接收云台摄像机(如所述第一云台摄像机)发送的切换指令；相应地，所述处理单元410，具体用于根据所述切换指令确定需要选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机。

根据本发明实施例1，本发明实施例5提供了一种监控平台500，如图9所示，监控平台500包括处理器510和存储器520，其中，处理器510和存储器520之间通过总线完成相互间的通信。

存储器520，用于存放计算机操作指令。具体可以是高速RAM存储器，也可以是非易失性存储器(non-volatile memory)。

处理器510，用于执行存储器520中存放的计算机操作指令。处理器510具体可以是CPU，或者是ASIC，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

其中，处理器510执行所述计算机操作指令使得监控平台500执行上述实施例1所述的方法中监控平台所执行的操作。

根据本发明实施例4或5提供的监控平台，可以根据目标的实际地理位置(经纬度等)选择要接替第一云台摄像机拍摄所述目标的第二云台摄像机，因此可以选择位置合适的第二云台摄像机对所述目标进行跟踪拍摄，从而实现精准跟踪。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

Claims (15)

1.一种云台摄像机，其特征在于，所述云台摄像机包括电子罗盘、全球定位系统GPS芯片和处理器；

所述电子罗盘，用于获取所述云台摄像机的镜头朝向；

所述GPS芯片，用于获取所述云台摄像机的位置信息，所述云台摄像机的位置信息包括所述云台摄像机的经纬度；

所述处理器，用于接收监控平台发送的跟踪指令,所述跟踪指令包括目标的位置信息，所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度；

所述处理器，还用于根据所述云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息确定对应所述目标的目的拍摄角度；将所述云台摄像机的拍摄角度调整至所述目的拍摄角度，对所述目标进行跟踪以拍摄移动后的所述目标；在判断出第二角度大于或等于第一角度时，确定需要监控平台选择接替所述云台摄像机拍摄目标的其它云台摄像机；所述第二角度从所述云台摄像机到所述目标的当前位置的射线与第一直线之间的夹角，所述第一角度为从所述云台摄像机到所述目标的初始位置的射线和所述第一直线之间的夹角，所述第一直线为所述云台摄像机到所述目标的移动路线所在直线的垂线；

所述处理器，还用于向所述监控平台发送切换指令，所述切换指令用于指示所述监控平台选择接替所述云台摄像机拍摄目标的其它云台摄像机以拍摄所述目标。

2.如权利要求1所述的云台摄像机，其特征在于，所述目的拍摄角度包括目的水平拍摄角度和目的垂直拍摄角度；

所述处理器用于根据所述云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息确定对应所述目标的目的拍摄角度具体包括：

根据所述目标的经纬度和所述云台摄像机的经纬度计算所述目标相对于所述云台摄像机的方位；

根据如下公式计算所述目的水平拍摄角度：

Pgoal＝Pcur+(A-R)

其中，Pgoal为所述云台摄像机的目的水平拍摄角度，Pcur为所述云台摄像机的当前水平拍摄角度，A为所述目标相对于所述云台摄像机的方位，R为所述云台摄像机的镜头朝向；

根据所述目标的经纬度、所述云台摄像机的经纬度、以及所述目标和所述云台摄像机之间的高度差计算所述云台摄像机的目的垂直拍摄角度。

3.如权利要求1或2所述的云台摄像机，其特征在于，所述处理器还用于：

根据第一距离确定所述云台摄像机的目的倍率，所述第一距离具体为所述目标和所述云台摄像机之间的距离；

调整所述云台摄像机的拍摄倍率至所述目的倍率。

4.一种监控平台，其特征在于，所述监控平台包括处理单元、接收单元和发送单元；

所述接收单元，用于接收第一云台摄像机发送的切换指令，所述切换指令用于指示所述监控平台选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机，所述切换指令是在所述第一云台摄像机判断出第二角度大于或等于第一角度时确定生成的，所述第二角度从所述云台摄像机到所述目标的当前位置的射线与第一直线之间的夹角，所述第一角度为从所述云台摄像机到所述目标的初始位置的射线和所述第一直线之间的夹角，所述第一直线为所述云台摄像机到所述目标的移动路线所在直线的垂线；

所述处理单元，用于根据所述目标的位置信息选择满足跟踪条件的云台摄像机作为所述第二云台摄像机，所述第一云台摄像机为正在拍摄所述目标的云台摄像机，所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度；

所述发送单元，用于向所述第二云台摄像机发送跟踪指令，所述跟踪指令用于指示所述第二云台摄像机对所述目标进行拍摄。

5.如权利要求4所述的监控平台，其特征在于，所述处理单元用于确定需要选择接替第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机具体包括：

根据所述目标的位置信息和所述第一云台摄像机的位置信息计算第一距离，所述第一距离为所述目标和所述第一云台摄像机之间的距离，所述云台摄像机的位置信息包括所述云台摄像机的经纬度；

在判断出所述第一距离大于预设的第一距离阈值时确定需要选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机。

6.如权利要求4-5任一所述的监控平台，其特征在于，所述满足跟踪条件的第二云台摄像机，具体包括：

与所述目标之间的距离小于或等于预设的第二距离阈值的云台摄像机；或者，

多个云台摄像机中的与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。

7.如权利要求4所述的监控平台，其特征在于，所述跟踪指令包括所述目标的位置信息，所述目标的位置信息用于所述第二云台摄像机调整所述第二云台摄像机的拍摄角度以拍摄所述目标。

8.一种实现目标跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：

云台摄像机接收监控平台发送的跟踪指令,所述跟踪指令包括目标的位置信息，所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度；

所述云台摄像机根据所述云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息确定对应所述目标的目的拍摄角度；

所述云台摄像机将所述云台摄像机的拍摄角度调整至所述目的拍摄角度，对所述目标进行跟踪以拍摄移动后的所述目标；

所述云台摄像机在判断出第二角度大于或等于第一角度时，确定需要监控平台选择接替所述云台摄像机拍摄目标的其它云台摄像机；所述第二角度从所述云台摄像机到所述目标的当前位置的射线与第一直线之间的夹角，所述第一角度为从所述云台摄像机到所述目标的初始位置的射线和所述第一直线之间的夹角，所述第一直线为所述云台摄像机到所述目标的移动路线所在直线的垂线；

所述云台摄像机向所述监控平台发送切换指令，所述切换指令用于指示所述监控平台选择接替所述云台摄像机拍摄目标的其它云台摄像机以拍摄所述目标。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述目的拍摄角度包括目的水平拍摄角度和目的垂直拍摄角度；

所述云台摄像机根据所述云台摄像机的位置信息、镜头朝向和所述目标的位置信息确定对应所述目标的目的拍摄角度具体包括：

所述云台摄像机根据所述目标的经纬度和所述云台摄像机的经纬度计算所述目标相对于所述云台摄像机的方位；

所述云台摄像机根据如下公式计算所述目的水平拍摄角度：

Pgoal＝Pcur+(A-R)

其中，Pgoal为所述云台摄像机的目的水平拍摄角度，Pcur为所述云台摄像机的当前水平拍摄角度，Q为所述目标相对于所述云台摄像机的方位，A为所述云台摄像机的镜头朝向；

所述云台摄像机根据所述目标的经纬度、所述云台摄像机的经纬度、以及所述目标和所述云台摄像机之间的高度差计算所述云台摄像机的目的垂直拍摄角度。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，云台摄像机接收监控平台发送的跟踪指令之后还包括：

所述云台摄像机根据第一距离确定所述云台摄像机的目的倍率，所述第一距离具体为所述目标和所述云台摄像机之间的距离；

所述云台摄像机调整所述云台摄像机的拍摄倍率至所述目的倍率。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述云台摄像机根据所述第一距离确定所述云台摄像机的目的倍率具体包括：

所述云台摄像机根据预先设置的多个距离范围与倍率的对应关系确定所述第一距离所在的距离范围所对应的倍率作为所述目的倍率。

12.一种实现目标跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：

监控平台接收第一云台摄像机发送的切换指令，所述切换指令用于指示所述监控平台选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机，所述切换指令是在所述第一云台摄像机判断出第二角度大于或等于第一角度时确定生成的，所述第二角度从所述云台摄像机到所述目标的当前位置的射线与第一直线之间的夹角，所述第一角度为从所述云台摄像机到所述目标的初始位置的射线和所述第一直线之间的夹角，所述第一直线为所述云台摄像机到所述目标的移动路线所在直线的垂线；

根据所述目标的位置信息选择满足跟踪条件的云台摄像机作为所述第二云台摄像机，所述第一云台摄像机为正在拍摄所述目标的云台摄像机，所述目标的位置信息包括所述目标的经纬度；

所述监控平台向所述第二云台摄像机发送跟踪指令，所述跟踪指令用于指示所述第二云台摄像机对所述目标进行拍摄。

13.如权利要12所述的方法，其特征在于，所述监控平台确定需要选择接替第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机具体包括：

所述监控平台根据所述目标的位置信息和所述第一云台摄像机的位置信息计算第一距离，所述第一距离为所述目标和所述第一云台摄像机之间的距离，所述云台摄像机的位置信息包括所述云台摄像机的经纬度；

所述监控平台在判断出所述第一距离大于预设的第一距离阈值时确定需要选择接替所述第一云台摄像机拍摄目标的第二云台摄像机。

14.如权利要求12-13任一所述的方法，其特征在于，所述满足跟踪条件的第二云台摄像机，具体包括：与所述目标之间的距离小于或等于预设的第二距离阈值的云台摄像机；或者，多个云台摄像机中的与所述目标之间的距离最小的云台摄像机。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述跟踪指令包括所述目标的位置信息，所述目标的位置信息用于所述第二云台摄像机调整所述第二云台摄像机的拍摄角度以拍摄所述目标。

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