CN109559333A - 跟踪记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明的跟踪记录装置包括：跟踪探测器，用于跟踪目标并生成目标的第一图像信息；跟踪器，用于接收跟踪探测器生成的目标第一图像信息，并根据目标第一图像信息生成目标的脱靶量信息；伺服系统，用于接收所述跟踪器的脱靶量信息，并根据所述脱靶量信息控制所述跟踪记录装置运动；记录探测器，用于记录目标并生成目标第二图像信息；存储器，与记录探测器连接，用于存储记录探测器生成的目标第二图像信息；主控系统，与跟踪器和伺服系统连接，用于向跟踪器发送目标跟踪指令，还用于向伺服系统发送控制指令，所述伺服系统根据主控系统的控制指令生成控制策略带动跟踪记录装置运动。本发明的跟踪记录装置实现了目标的自动搜索、跟踪和记录。

Description

跟踪记录装置

技术领域

本发明涉及一种跟踪记录装置，尤其涉及一种目标自动跟踪记录装置。

背景技术

在陆海空领域进行搜救跟踪或执法记录过程中，搜索记录系统起着不可取代的作用。该系统可提供最直观的照片和录像资料，为进一步有针对性地调查提供有价值的证据。

目前，比较普遍的方法是采用数码相机或者手持DV记录，也有在车辆、船舶、飞机上安装摄像头、录像机等设备的方案。但数码相机只能得到静态图像，手持DV只能通过操作员控制保证录像的稳定。并且这些方法都无法自动、自主地实现全天候地搜索及记录，也很难直观地得到完整的记录时间、地理位置等信息。采用稳定系统进行监视及记录虽然可以实现视轴稳定，但没有办法提供有针对性的自动跟踪、监视与记录。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的问题之一，提供了一种跟踪记录装置。

本发明的跟踪记录装置包括跟踪探测器，用于跟踪目标并生成目标的第一图像信息；跟踪器，所述跟踪器与所述跟踪探测器连接，用于接收跟踪探测器生成的目标的第一图像信息，并根据目标的第一图像信息生成目标的脱靶量信息；伺服系统，所述伺服系统与跟踪器连接，用于接收所述跟踪器的脱靶量信息，并根据所述脱靶量信息控制所述跟踪记录装置运动；记录探测器，所述记录探测器用于记录目标并生成目标的第二图像信息；存储器，所述存储器与记录探测器连接，用于存储目标的第二图像信息；主控系统，所述主控系统与跟踪器连接，用于向跟踪器发送目标跟踪指令；所述主控系统还与伺服系统连接，用于向伺服系统发送控制指令，所述伺服系统根据所述主控系统的控制指令生成相应的控制策略带动所述跟踪记录装置运动。

本发明的跟踪记录装置集成了两类探测器，所述跟踪探测器采用高帧频、低延迟的探测器，可以提高跟踪记录装置目标搜索和跟踪的能力，跟踪器通过解析跟踪探测器生成的第一图像信息，可以实时确定目标的位置和跟踪探测器视轴位置的差值，即脱靶量，并将脱靶量信息传输给伺服系统。伺服系统根据所述脱靶量信息控制跟踪记录装置对目标进行跟踪，从而实现了对目标的自动跟踪。同时记录探测器采用高分辨率的探测器，并将生成的高分辨率的第二图像信息存储于存储器中，便于事后高清晰度地还原记录场景及目标。主控系统根据用户指令或者事先存储的指令生成不同的控制指令控制跟踪记录装置进入扫描模式或跟踪模式，实现了无缝扫描和自动跟踪的功能。

根据本发明的一个实施例，所述跟踪记录装置还包括触控显示系统，所述触控显示系统与跟踪探测器连接，所述跟踪探测器用于将第一图像信息通过触控显示系统显示出来；所述触控显示系统还与主控系统连接，用于将用户输入的控制指令发送给主控系统。

根据本发明的一个实施例，所述伺服系统包括控制器和驱动电机，所述控制器与主控系统连接，所述控制器用于接收主控系统的控制指令生成相应的控制策略，并控制驱动电机带动所述跟踪记录装置运动。

根据本发明的一个实施例，所述跟踪记录装置还包括传感器组件，所述伺服系统的控制器采集传感器组件信息并根据传感器组件信息控制驱动电机。

根据本发明的一个实施例，所述跟踪记录装置还包括GPS模块，所述GPS模块与主控系统连接，所述主控系统用于根据GPS模块采集的GPS信息生成当前地理位置信息和时间信息，并将所述当前地理位置信息和时间信息存储于存储器中；所述主控系统还用于将所述当前地理位置信息和时间信息通过所述触控显示系统显示出来。

根据本发明的一个实施例，所述主控系统用于根据用户输入指令或者内部存储指令控制所述跟踪记录装置进入扫描模式或跟踪模式；在所述扫描模式下伺服系统的控制器根据主控系统的指令生成扫描路径指令并控制驱动电机带动所述跟踪记录装置进行扫描；在跟踪模式下所述伺服系统的控制器根据主控系统的指令生成扫描路径指令和跟踪指令并控制驱动电机带动所述跟踪记录装置进行扫描和跟踪。

根据本发明的一个实施例，当跟踪器识别到跟踪探测器发送的第一图像信息中出现目标后，所述主控系统控制跟踪记录装置进入跟踪模式；或者当所述主控系统收到用户输入的跟踪指令后控制所述跟踪记录装置进入跟踪模式。

根据本发明的一个实施例，所述跟踪器用于对目标的特征进行检测和分析，从而判断是否需要对目标进行跟踪；或者当用户通过触控显示系统选择一个目标进行跟踪时，主控系统控制跟踪器对该目标特征信息进行提取并存储在跟踪器中，在所述跟踪模式下跟踪器根据该目标特征信息进行跟踪。

根据本发明的一个实施例，在所述跟踪模式下，当所述跟踪器检测到所述目标为多个时，若主控系统未选择跟踪目标，则跟踪器跟踪目标信息最显著的一个目标，并将其他目标作为备选目标；若主控系统选择一个目标，则跟踪器跟踪主控系统选择的目标，并将其他目标作为备选目标。

根据本发明的一个实施例，若跟踪器检测到正在跟踪的目标从跟踪探测器的第一图像信息中消失，主控系统控制跟踪记录装置进入记忆跟踪模式；在所述记忆跟踪模式中，主控系统根据目标的历史运动路径生成预测跟踪路径指令，所述伺服系统的控制器根据所述预测跟踪路径指令控制所述驱动电机带动跟踪记录装置运动；当跟踪器检测到所述目标在第一图像信息中重新出现，则主控系统控制跟踪记录装置继续跟踪该目标；当跟踪器在预定时间内无法检测到所述目标，则跟踪器切换跟踪备选目标。

附图说明

图1为本发明一个实施例中跟踪记录装置的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例中跟踪记录装置的结构示意图；

图3为本发明一个实施例中伺服系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

如图1所示，本发明的跟踪记录装置100包括跟踪探测器11、跟踪器12、伺服系统13、记录探测器14、存储器15和主控系统16。所述跟踪探测器11用于跟踪目标并生成目标的第一图像信息。所述记录探测器14用于记录所述目标并生成目标的第二图像信息。所述跟踪探测器11采用高帧频探测器，具有低延迟的效果，所述高帧频探测器属于成像光电转换时间较短的探测器，有助于提高整个跟踪记录装置的跟踪能力，采用高帧频探测器更有利于目标的实时跟踪，提高了目标状态的更新频率，从而提高跟踪精度。所述跟踪探测器11与跟踪器12相连，将拍摄的第一图像信息发送给跟踪器12，所述跟踪器12用于对第一图像信息进行检测和分析，提取出目标的特征信息，从而根据第一图像信息进行目标的检测和跟踪。所述跟踪器12还用于生成目标脱靶量信息，所述脱靶量信息为目标位置和跟踪探测器11的视轴位置的差值。跟踪探测器11可以为跟踪器12提供高帧频低延迟的视频，即所述第一图像信息，用于目标的快速自动检测、搜索与跟踪。所述跟踪器12与伺服系统13连接，用于将脱靶量信息发送给伺服系统13，所述伺服系统13根据所述脱靶量信息控制所述跟踪记录装置100运动。本发明的记录探测器14与跟踪探测器11相比采用不同种类的探测器，记录探测器14采用高分辨率探测器，所述记录探测器14用于实时记录当前场景，生成高分辨率视频，即第二图像信息。所述记录探测器14与存储器15连接，用于将拍摄的高分辨率视频存储于存储器中，方便事后回看。所述记录探测器14可以记录清晰度更高的场景视频，更真实的还原当时场景情况。本发明通过设置高帧频的跟踪探测器11和高分辨率的记录探测器14实现了高效的目标自动跟踪和场景信息的清晰记录。

主控系统16分别与跟踪器12和伺服系统13连接，主控系统16用于向跟踪器12发送目标跟踪指令，以及控制跟踪器12跟踪指定目标。主控系统16还用于向伺服系统13发送控制指令，用于控制伺服系统13带动跟踪记录装置100按照预定路径进行扫描和跟踪。

本发明的跟踪记录装置100还包括跟踪记录平台10，所述跟踪探测器11、跟踪器12、伺服系统13、记录探测器14、存储器15和主控系统16设置在所述跟踪记录平台10上。所述跟踪记录平台10作为整个跟踪记录装置100的机械载体，可以方便地设置在车辆、船舶或飞机等移动载体上。所述跟踪记录平台10可以为单轴或多轴结构，包含方位、俯仰、滚转等一个或多个轴系，可以根据主控系统16的指令完成多维度运动。根据本发明的实施例，当跟踪记录平台10采用单轴结构时可以在单个维度运动，当跟踪记录平台10采用多轴结构时可以在多个维度运动，本发明对跟踪记录平台的结构不做具体限定。

如图1和2所示，根据本发明的一个实施例，所述跟踪记录装置100还包括触控显示系统17，所述触控显示系统17与主控系统16连接，同时还与跟踪探测器11连接。所述触控显示系统17用于接收跟踪探测器11拍摄的第一图像信息并将第一图像信息显示出来。用户可以通过触控显示系统17输入控制指令，如选择跟踪记录装置100的扫描区域或者选定第一图像信息中的某一目标进行跟踪。所述主控系统16还可以将采集的跟踪探测器11、记录探测器14、跟踪器12和伺服系统13等子系统的工作状态信息通过触控显示系统17显示出来，让用户能够直观的了解每个子系统的工作情况。

如图3所示，所述伺服系统13包括控制器131、驱动电机132和传感器组件132，所述控制器131分别与驱动电机132和传感器组件132连接。所述控制器131还与主控系统16连接，用于接收主控系统16的控制指令，并根据主控系统16的控制指令生成控制驱动电机132运动的控制策略，从而使驱动电机132能够带动跟踪记录装置100实现预定的扫描或跟踪操作。根据本发明的一个实施例，所述传感器组件可以包括编码器和惯性姿态传感器，所述编码器和惯性姿态传感器均为本领域常用的传感器，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体型号，本发明不做具体限定。伺服系统的控制器131还可以通过采集编码器和惯性组态组件传感器的信息并结合主控系统16的指令生成控制驱动电机132运动的控制策略。如编码器和惯性姿态传感器可以采集跟踪记录装置100的相对位置和惯性空间运动信息。本领域技术人员应当理解，本发明所述的传感器组件133不限于编码器和惯性姿态传感器，所述传感器组件133的主要作用是测量跟踪记录装置100的位置、速度、加速度等相对运动信息和惯性空间运动信息。根据本发明的一个实施例，当跟踪记录装置100被安装到车辆、船舶或飞机等移动载体上时，根据所述惯性姿态传感器反馈的信息，伺服系统的控制器131可以生成相应的扰动补偿和抑制的控制策略，从而克服移动载体晃动或外接干扰等因素对跟踪记录装置100的影响，实现平稳的自动搜索、跟踪和记录当前场景和指定目标的功能。

所述伺服系统13还与跟踪器12连接，用于接收跟踪器12发送的脱靶量信息，所述脱靶量信息为跟踪记录的目标位置与跟踪探测器11视轴位置的差值。伺服系统13的控制器131通过接收脱靶量信息控制驱动电机132实现自动跟踪目标。

根据本发明的一个实施例，所述伺服系统13实时读取设置在跟踪记录平台10上的传感器组件133采集的信息，根据主控系统16的指令以及跟踪器12发送的脱靶量信息控制整个跟踪记录装置100运动，从而完成自动扫描、跟踪和记录等任务。

根据本发明的一个实施例，所述跟踪记录装置100还包括与主控系统16连接的GPS模块18，所述主控系统16用于根据GPS模块18采集的GPS信息生成当前地理位置信息和时间信息，并将所述当前地理位置信息和时间信息结合记录探测器14拍摄的第二图像信息一起存储于存储器15中，便于事后查看。根据本发明的一个实施例，所述主控系统16还用于将所述当前地理位置信息和时间信息结合跟踪探测器11拍摄的第一图像信息通过所述触控显示系统17显示出来。

根据本发明的一个实施例，所述主控系统16可以根据用户输入的指令或者内部存储的指令控制所述跟踪记录装置100进入扫描模式或者跟踪模式。

在所述扫描模式下伺服系统13的控制器131根据主控系统16的指令生成扫描路径指令并控制驱动电机132带动所述跟踪记录装置100进行扫描。在跟踪模式下所述伺服系统13的控制器131根据主控系统16的指令生成扫描路径指令和跟踪指令并控制驱动电机132带动所述跟踪记录装置100进行扫描和跟踪。根据本发明的一个实施例，所述跟踪记录装置100可以根据用户选定的区域或者默认区域进行扫描，也就是说用户可以通过触控显示系统输入扫描区域选择指令，主控系统16收到该指令后控制伺服系统13对用户选择的区域进行扫描。如果跟踪记录装置100上电后没有收到用户输入的扫描区域选择指令，则主控系统根据事先存储的扫描参数规划扫描指令，所述扫描参数包括扫描区域、焦距和视场角等参数。

根据本发明的一个实施例，当跟踪器12识别到跟踪探测器11发送的第一图像信息中出现目标后，所述主控系统16控制跟踪记录装置100进入跟踪模式；或者当所述主控系统16收到用户输入的跟踪指令后控制所述跟踪记录装置100进入跟踪模式。

所述跟踪器12用于对目标的特征进行检测和分析，从而判断是否需要对目标进行跟踪。即所述跟踪器12对跟踪探测器11拍摄的第一图像信息进行处理和分析，所述跟踪器12内部存储有目标特征检测算法，当跟踪器12从第一图像信息中检测到特征突出的目标时，则向自动向伺服系统13发送跟踪指令。

由于第一图像信息通过触控显示系统17实时显示出来，当用户通过触控显示系统17选择一个目标进行跟踪时，主控系统16控制跟踪器12对该目标特征信息进行提取并存储在跟踪器12中，在所述跟踪模式下跟踪器12根据该目标特征信息进行跟踪。

根据本发明的一个实施例，在所述跟踪模式下，当所述跟踪器检测到所述目标为多个时，若主控系统13未选择跟踪目标，则跟踪器12跟踪目标信息最显著的一个目标，并将其他目标作为备选目标。所述目标信息最显著的一个目标是指跟踪器12根据其内部存储的算法判断多个目标中特征最显著的一个。若主控系统13选择一个目标，则跟踪器12跟踪主控系统13选择的目标，并将其他目标作为备选目标。

根据本发明的一个实施例，若跟踪器12检测到正在跟踪的目标从跟踪探测器11的第一图像信息中消失，主控系统16控制跟踪记录装置100进入记忆跟踪模式。在所述记忆跟踪模式中，主控系统16根据目标的历史运动路径生成预测跟踪路径指令，所述伺服系统13的控制器131根据所述预测跟踪路径指令控制所述驱动电机132带动跟踪记录装置100运动。在所述记忆跟踪模式下，当跟踪器12检测到所述目标在第一图像信息中重新出现，则主控系统16控制跟踪记录装置100继续跟踪该目标；当跟踪器12在预定时间内无法检测到所述目标，则跟踪器12切换跟踪备选目标。

根据本发明的一个实施例，当用户通过触控显示系统17选择一个目标进行跟踪时，主控系统16控制跟踪器12对该目标特征信息进行提取并存储在跟踪器12中，在所述扫描模式或跟踪模式下跟踪器12根据该目标特征信息进行跟踪，从而使本发明的跟踪记录装置100具有在线目标特征学习的能力。也就是说用户可以在触控显示系统17中指定某些目标作为跟踪器12的学习对象，跟踪器12针对该目标进行深度特征学习，并在之后的目标检测、监视、跟踪过程中优先监视具有这类显著特征的目标。一般情况下，在没有用户干预的前提下，跟踪器12跟踪其内部存储的算法对场景中的目标进行提取和分析，衡量目标的特征，并跟踪特征最为显著的目标，或者根据用户选定的目标进行跟踪。如果用户事先输入了一些目标的特征信息，跟踪器12可以对目标进行分析和存储，并在之后的跟踪模式下重点跟踪具有这类特征的目标，本发明的跟踪记录装置也具有离线学习能力。

本发明所述的跟踪记录装置100操作简单，可以采用自动或半自动操作方式工作。在无任何外界输入指令的情况下，自动地完成全天候大范围的场景搜索、跟踪及记录，并可以自动在场景扫描搜索及目标跟踪记录之间切换。操作人员也可以用按键或触摸屏幕修改工作模型、跟踪目标、扫描区域，通过触控显示系统17的触摸屏选择目标特征为跟踪器提供深度学习素材。

本发明的跟踪记录装置100集成了两类探测器，其中跟踪探测器11采用高帧频探测器，成像过程具有低延迟的特点，可以提高跟踪记录装置100目标搜索和跟踪的能力，跟踪器12通过解析跟踪探测器11生成的第一图像信息，可以实时确定目标的位置和跟踪探测器视轴位置的差值，即脱靶量信息，并将脱靶量信息传输给伺服系统13。伺服系统13根据所述脱靶量信息控制跟踪记录装置100对目标进行跟踪，从而实现了对目标的自动跟踪。同时记录探测器14采用高分辨率的探测器，并将生成的高分辨率的第二图像信息存储于存储器15中，便于事后高清晰度地还原记录场景及目标。主控系统16根据用户指令或者事先存储的指令生成不同的控制指令控制跟踪记录装置100进入扫描模式或跟踪模式，实现了无缝扫描和自动跟踪记录的功能。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种跟踪记录装置，用于跟踪并记录目标，其特征在于，包括：

跟踪探测器，用于跟踪目标并生成目标的第一图像信息；

跟踪器，所述跟踪器与所述跟踪探测器连接，用于接收跟踪探测器生成的目标的第一图像信息，并根据目标的第一图像信息生成目标的脱靶量信息；

伺服系统，所述伺服系统与跟踪器连接，用于接收所述跟踪器的脱靶量信息，并根据所述脱靶量信息控制所述跟踪记录装置运动；

记录探测器，所述记录探测器用于记录目标并生成目标的第二图像信息；

存储器，所述存储器与记录探测器连接，用于存储目标的第二图像信息；

主控系统，所述主控系统与跟踪器连接，用于向跟踪器发送目标跟踪指令；所述主控系统还与伺服系统连接，用于向伺服系统发送控制指令，所述伺服系统根据所述主控系统的控制指令生成相应的控制策略带动所述跟踪记录装置运动。

2.根据权利要求1所述的跟踪记录装置，其特征在于，所述跟踪记录装置还包括触控显示系统，所述触控显示系统与跟踪探测器连接，所述跟踪探测器用于将第一图像信息通过触控显示系统显示出来；所述触控显示系统还与主控系统连接，用于将用户输入的控制指令发送给主控系统。

3.根据权利要求1或2所述的跟踪记录装置，其特征在于，所述伺服系统包括控制器和驱动电机，所述控制器与主控系统连接，所述控制器用于接收主控系统的控制指令生成相应的控制策略，并控制驱动电机带动所述跟踪记录装置运动。

4.根据权利要求3中任意一项所述的跟踪记录装置，其特征在于，所述跟踪记录装置还包括传感器组件，所述伺服系统的控制器采集传感器组件信息并根据传感器组件信息控制驱动电机。

5.根据权利要求4中任意一项所述的跟踪记录装置，其特征在于，所述跟踪记录装置还包括GPS模块，所述GPS模块与主控系统连接，所述主控系统用于根据GPS模块采集的GPS信息生成当前地理位置信息和时间信息，并将所述当前地理位置信息和时间信息存储于存储器中；所述主控系统还用于将所述当前地理位置信息和时间信息通过所述触控显示系统显示出来。

6.根据权利要求1所述的跟踪记录装置，其特征在于，所述主控系统用于根据用户输入指令或者内部存储指令控制所述跟踪记录装置进入扫描模式或跟踪模式；在所述扫描模式下伺服系统的控制器根据主控系统的指令生成扫描路径指令并控制驱动电机带动所述跟踪记录装置进行扫描；在跟踪模式下所述伺服系统的控制器根据主控系统的指令生成扫描路径指令和跟踪指令并控制驱动电机带动所述跟踪记录装置进行扫描和跟踪。

7.根据权利要求6所述的跟踪记录装置，其特征在于，当跟踪器识别到跟踪探测器发送的第一图像信息中出现目标后，所述主控系统控制跟踪记录装置进入跟踪模式；或者当所述主控系统收到用户输入的跟踪指令后控制所述跟踪记录装置进入跟踪模式。

8.根据权利要求7所述的跟踪记录装置，其特征在于，所述跟踪器用于对目标的特征进行检测和分析，从而判断是否需要对目标进行跟踪；或者当用户通过触控显示系统选择一个目标进行跟踪时，主控系统控制跟踪器对该目标特征信息进行提取并存储在跟踪器中，在所述跟踪模式下跟踪器根据该目标特征信息进行跟踪。

9.根据权利要求8所述的跟踪记录装置，其特征在于，在所述跟踪模式下，当所述跟踪器检测到所述目标为多个时，若主控系统未选择跟踪目标，则跟踪器跟踪目标信息最显著的一个目标，并将其他目标作为备选目标；若主控系统选择一个目标，则跟踪器跟踪主控系统选择的目标，并将其他目标作为备选目标。

10.根据权利要求9所述的跟踪记录装置，其特征在于，若跟踪器检测到正在跟踪的目标从跟踪探测器的第一图像信息中消失，主控系统控制跟踪记录装置进入记忆跟踪模式；在所述记忆跟踪模式中，主控系统根据目标的历史运动路径生成预测跟踪路径指令，所述伺服系统的控制器根据所述预测跟踪路径指令控制所述驱动电机带动跟踪记录装置运动；当跟踪器检测到所述目标在第一图像信息中重新出现，则主控系统控制跟踪记录装置继续跟踪该目标；当跟踪器在预定时间内无法检测到所述目标，则跟踪器切换跟踪备选目标。