CN111314609A - 一种控制云台追踪摄像的方法及装置 - Google Patents

一种控制云台追踪摄像的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种控制云台追踪摄像的方法及装置，所述方法包括：根据当前帧图片及上一帧图片中追踪目标的位置，计算速度v和上一帧的速度v1，速度v和速度v1确定加速度△v；确定与图片中心的距离差值△x；确定距离追踪目标的最大检测距离Smax；根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否相对同向，结合所述△v的正负，利用所述△x对所述Smax进行调整；根据调整后的所述Smax确定云台的最大加速度Amax，利用与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，控制云台进行转动。利用本发明解决了传统算法进行云台跟踪运动控制时，产生过冲与震荡问题；通过结合检测算法特性，提高对追踪目标跟踪的成功率。

Description

一种控制云台追踪摄像的方法及装置
技术领域
本发明涉及视频监控技术领域，特别是涉及一种控制云台追踪摄像的方法及装置。
背景技术
目前，在社会对于安全的关注度越来越高的背景下，企业与民众对机密区域的安全情况也越来越重视，随之带来的对安防行业的摄像机的跟踪需求也越来越高；随着智能摄像领域的快速发展，摄像机虽然可以对入侵区域的目标进行报警，但由于画面处于定焦静止的关系，摄像机无法获取目标的后续更多行为及细节；因此为了能够精准的跟踪目标并抓取更多细节，安防领域推出了PTZ类型的云台类摄像机进行跟踪目标；但由于目标出现在画面的位置不定、算法对于目标的检测存在着延时以及控制云台真正转动的控制链路时间过长，会导致云台摄像机在跟踪目标的过程中出现滞后性，最终导致整体无法跟踪突然加速物体。
若为了跟踪速度较快的目标而调高摄像机的起始速度，会导致云台过冲，使得目标不在画面内，则云台摄像机失去检测目标；现有方案采用PID算法进行云台摄像机实时速度计算；但响应快与不震荡之间存在着一种矛盾关系，在一般工业生产中，一般允许震荡一两个周期的情况，但是反映到画面上仍然会存在着镜头的震荡；由于目前跟踪的目标检测算法基于目标特征值，所以如果检测目标较小时，相应的最佳检测区域也较小，此时如果检测目标在画面边缘，云台摄像机的速度肯定是相对较大的；因此，检测目标在画面每帧移动的距离较大时，检测目标很可能下一帧就不在最佳检测区域内；并且检测目标较小，特征值相对的也不丰富；所以目前的检测算法大概率检测到错误目标，会导致云台摄像机跟踪目标失败。
发明内容
本发明提供一种控制云台追踪摄像的方法及装置，用于解决摄像机跟踪目标过冲、跟踪过程云台来回震荡，不结合算法特性导致降低目标检测成功率的问题。
本发明的第一方面，提供了一种控制云台追踪摄像的方法，所述方法包括：
根据当前帧图片及上一帧图片中追踪目标的位置，分别计算控制云台转动当前帧的速度v和上一帧的速度v1，根据所述速度v和速度v1确定加速度△v；
确定所述追踪目标在当前帧及上一帧图片中，与图片中心的距离差值△x；
根据所述追踪目标在所述当前帧图片中所占区域的长度或宽度，确定距离所述区域的中心点对应的最大检测距离Smax；
根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否相对同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整；
根据调整后的所述Smax确定云台的最大加速度Amax，利用与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，控制云台进行转动。
可选地，根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，包括：
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为负，则确定当前处于在云台减速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为负，则确定当前处于在减速加速过程中追踪目标偏离图片中心点。
可选地，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整，包括：
当前处于云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值。
可选地，根据调整后的最大检测距离确定云台的最大加速度Amax，包括：
根据调整后的最大检测距离除以当前帧和上一帧的采集帧时间差，得到最大加速度Amax。
可选地，确定与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，包括：
当最大加速度Amax大于0，则最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x小于0时，将加速度△v更新为自身的负值，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x大于0时，将加速度△v更新为自身的负N倍，N为任意实数，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加。
可选地，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v以及上一帧的速度v1：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki以及第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，确定第i帧控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000044
可选地，在满足第一条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第一条件积分项惯性的系数a，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000045
其中
Figure BDA0002390717270000046
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第一条件为检测到追踪目标远离图片中心，且
Figure BDA0002390717270000047
小于0。
可选地，在满足第二条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第二条件积分项惯性的系数b，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000041
其中
Figure BDA0002390717270000042
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第二条件为初次检测到追踪目标接近画面中心移动，且
Figure BDA0002390717270000043
小于0。
可选地，还包括：
当距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值小于设定的速度停止阈值，且距离当前时间第二时间段内下发的速度v2小于设定的速度停止阈值的次数大于设定的次数阈值时，将最终下发速度v2调整为0；
否则，将最终下发速度v2设置为所述距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值。
可选地，所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为水平方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；或者
所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度。
可选地，确定最终下发速度v2，包括：
根据水平方向的最终下发速度v2以及竖直方向的最终下发速度v2，合成计算最终下发速度v2。
本发明的第二方面提供一种控制云台追踪摄像装置，该装置包括如下模块：
云台转动速度模块，用于根据当前帧图片及上一帧图片中追踪目标的位置，分别计算控制云台转动当前帧的速度v和上一帧的速度v1，根据所述速度v和速度v1确定加速度△v；
距离差值模块，用于确定所述追踪目标在当前帧及上一帧图片中，与图片中心的距离差值△x；
最大检测距离模块，用于根据所述追踪目标在所述当前帧图片中所占区域的长度或宽度，确定距离所述区域的中心点对应的最大检测距离Smax；
最大检测距离调整模块，用于根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否相对同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整；
最终下发速度模块，用于根据调整后的所述Smax确定云台的最大加速度Amax，利用与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，控制云台进行转动。
最大检测距离模块，根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，包括：
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为负，则确定当前处于在云台减速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为负，则确定当前处于在减速加速过程中追踪目标偏离图片中心点。
最大检测距离模块，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整，包括：
当前处于云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值。
最终下发速度模块，根据调整后的最大检测距离确定云台的最大加速度Amax，包括：
根据调整后的最大检测距离除以当前帧和上一帧的采集帧时间差，得到最大加速度Amax。
最终下发速度模块，确定与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，包括：
当最大加速度Amax大于0，则最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x小于0时，将加速度△v更新为自身的负值，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x大于0时，将加速度△v更新为自身的负N倍，N为任意实数，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加。
云台转动速度模块，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v以及上一帧的速度v1：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki以及第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，确定第i帧控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000077
其中，所述第i帧为当前帧或上一帧。
云台转动速度模块，用于在满足第一条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第一条件积分项惯性的系数a，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000071
其中
Figure BDA0002390717270000072
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第一条件为检测到追踪目标远离图片中心，且
Figure BDA0002390717270000073
小于0。
云台转动速度模块，用于在满足第二条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第二条件积分项惯性的系数b，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000074
其中
Figure BDA0002390717270000075
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第二条件为初次检测到追踪目标接近画面中心移动，且
Figure BDA0002390717270000076
小于0。
云台速度调整模块，用于当距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值小于设定的速度停止阈值，且距离当前时间第二时间段内下发的速度v2小于设定的速度停止阈值的次数大于设定的次数阈值时，将最终下发速度v2调整为0；
否则，将最终下发速度v2设置为所述距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值。
参数方向设置模块，用于所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为水平方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；或者
所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度。
最终下发速度模块，用于，确定最终下发速度v2，包括：
根据水平方向的最终下发速度v2以及竖直方向的最终下发速度v2，合成计算最终下发速度v2。
本发明的第三方面提供一种控制云台追踪摄像装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，所述计算机程序用于执行时实现如上述控制云台追踪摄像的方法。
可选地，所述装置根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，包括：
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为负，则确定当前处于在云台减速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为负，则确定当前处于在减速加速过程中追踪目标偏离图片中心点。
可选地，所述装置根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整，包括：
当前处于云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值。
可选地，所述装置根据调整后的最大检测距离确定云台的最大加速度Amax，包括：
根据调整后的最大检测距离除以当前帧和上一帧的采集帧时间差，得到最大加速度Amax。
可选地，所述装置确定与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，包括：
当最大加速度Amax大于0，则最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x小于0时，将加速度△v更新为自身的负值，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x大于0时，将加速度△v更新为自身的负N倍，N为任意实数，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加。
可选地，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v以及上一帧的速度v1：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki以及第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，确定第i帧控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000101
其中，所述第i帧为当前帧或上一帧。
可选地，所述装置在满足第一条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第一条件积分项惯性的系数a，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000102
其中
Figure BDA0002390717270000103
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第一条件为检测到追踪目标远离图片中心，且
Figure BDA0002390717270000104
小于0。
其中，所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第一条件为检测到追踪目标远离图片中心。
可选地，所述装置在满足第二条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第二条件积分项惯性的系数b，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000105
其中
Figure BDA0002390717270000106
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第二条件为初次检测到追踪目标接近画面中心移动，且
Figure BDA0002390717270000107
小于0。
可选地，所述装置还包括：
当距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值小于设定的速度停止阈值，且距离当前时间第二时间段内下发的速度v2小于设定的速度停止阈值的次数大于设定的次数阈值时，将最终下发速度v2调整为0；
否则，将最终下发速度v2设置为所述距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值。
可选地，所述装置中v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为水平方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；或者
所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度。
可选地，所述装置确定最终下发速度v2，包括：
根据水平方向的最终下发速度v2以及竖直方向的最终下发速度v2，合成计算最终下发速度v2。
本发明的第四方面提供一种计算机程序介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述控制云台追踪摄像的方法。
利用本发明提供的一种控制云台追踪摄像的方法及装置，解决了传统算法进行云台跟踪运动控制时，产生过冲与震荡问题；通过结合对应的运动控制算法特性，对最终下发速度进行调整，以提高对追踪目标跟踪的成功率。
附图说明
图1为一种控制云台追踪摄像的系统交互示意图；
图2为一种控制云台追踪摄像的方法的具体流程图；
图3a～c为追踪目标对应的坐标示意图；
图4a～b为最大检测距离以及最大检测距离调整示意图；
图5为控制云台的下发速度的完整流程图；
图6为云台画面检测中心区域示意图；
图7为下发速度数组示意图；
图8为对低速目标进行速度调整的完整流程图；
图9为一种控制云台追踪摄像模块示意图；
图10为一种控制云台追踪摄像装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，图1为一种控制云台追踪摄像的系统交互示意图，如图所示该系统包括拍摄场景101、追踪目标102、云台摄像机103、监控显示器104。初始阶段云台摄像机103拍摄场景101的内容，当云台摄像机103检测到有追踪目标102进入拍摄场景101时，云台摄像机103基于调整后的运动控制算法、追踪目标的大小以及位于拍摄场景的位置确定云台摄像机能够完整的对追踪目标及进行追踪，在追踪过程同时，会将当前追踪到的追踪场景的画面发送到监控显示器104中，最终完成对追踪目标的影像获取。
实施例1
参见图2所示的步骤S201～S205，为一种控制云台追踪摄像的方法的具体流程图，云台摄像机执行具体执行如下步骤：
步骤S201，根据当前帧图片及上一帧图片中追踪目标的位置，分别计算控制云台转动的当前帧的速度v和上一帧的速度v1，根据所述速度v和速度v1确定加速度△v；
首先，云台摄像机会对所拍摄的视频中的当前帧图片以及上一帧图片进行检测，当在当前帧图片以及上一帧图片中出现了追踪目标时，云台摄像机会获取含有追踪目标的当前帧图片以及上一帧图片。
具体的，通过目标检测算法检测在获取到的当前帧图片中是否存在追踪目标，追踪目标可以为人、动物等可以移动的物体，这里不做过多限制。以下实施例以人体为追踪目标进行举例。
所述云台摄像机所拍摄以视频形式进行存储，根据云台存储的视频中当前帧图片与一帧图片追踪目标的位置确定追踪目标的当前帧的速度v和上一帧的速度v1。
其中，云台摄像机的种类可以为专业摄像机、CCD摄像机(Charge CoupledDevice)、网络摄像机、广播级摄像机、业务级摄像机、家用级摄像机、演播室/现场座机型摄像机、便携式摄像机、黑白摄像机、彩色摄像机、红外线摄像机、X光摄像机、监控摄像机等这里不做过多限制。
云台摄像机中拍摄视频的格式为如下任一种，包括：rm、rmvb、mtv、dat、wmv、avi、3gp、amv、dmv、flv等。
采集到当前帧图片以及上一帧图片的类型可以为如下任一种，包括：JPEG、TIFF、RAW、BMP、GIF、PNG等。
在当前帧图片以及上一帧图片中检测到追踪目标时，通过定位算法计算目标确定图片中追踪目标的位置，根据追踪目标的位置确定对应位置的PT值，如图其中P值代表追踪目标的水平坐标值，T值代表追踪目标的竖直坐标值，根据追踪目标相对于画面中心点的PT值计算出控制云台转动的速度v以及上一帧的速度v1。如图3a所示，P为负表明目标在画面左边，为正表明目标在画面右边；T为负表明目标在画面下方，为正表明目标在画面上方。
所述的云台转动速度v以及v1可以代表云台的实际运动速度，也可以代表在云台摄像头中的画面在场景中的移动速度，这里不做限制。
通过对云台转动的速度v以及上一帧的速度v1计算差值，得到加速度△v。
步骤S202，确定所述追踪目标在当前帧及上一帧图片中，与图片中心的距离差值△x；
通过获取当前帧图片与上一帧的图片，如图3b所示，根据追踪目标在当前帧图片及在上一帧图片中，与图片中心点的距离差值△x；具体的，根据上一帧以及当前帧中的追踪目标的计算距离差值△x。
步骤S203，根据所述追踪目标在所述当前帧图片中所占区域的长度或宽度，确定距离所述区域的中心点对应的最大检测距离Smax；
根据所述追踪目标在所述当前帧图片中所占区域具体为，包含该追踪目标外围轮廓的最小矩形区域，并根据最小矩阵区域的长与宽，当前追踪目标为中心，扩大一定比例确定距离所述区域的中心点对应的最大检测距离Smax。如图4a所示，最佳检测区域401、水平方向的最大检测距离402、竖直方向的最大检测距离403，其中计算的为水平与竖直的最大检测距离，故当前追踪目标为中心，距离所述区域的中心点对应的最大检测距离。
步骤S204，根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否相对同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整；
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，当前处于云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，当前处于云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为负，则确定当前处于在云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，当前处于云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为负，则确定当前处于在减速加速过程中追踪目标偏离图片中心点，当前处于云台减速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值。
如图4b所示，当将最大检测距离调整为最大检测距离加距离差值△x的绝对值后，变化后的最大检测距离变化404相较于水平方向的最大检测距离402向右侧扩展，变化后的最大检测距离变化405相较于水平方向的最大检测距离403向下侧扩展。
步骤S205，根据调整后的所述Smax确定云台的最大加速度Amax，利用与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，控制云台进行转动。
根据调整后的最大检测距离，获取采集当前帧图片与上一帧的图片的帧时间差，最大加速度Amax为调整后的最大检测距离除帧时间差；
根据最大加速度Amax的正负，以及最大加速度Amax与加速度△v的关系，确定最终下发的控制云台速度v2。
当最大加速度Amax大于0，则最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；
当最大加速度Amax小于0，且加速度△v和距离差值△x的乘积小于0时，表示追踪目标与云台相对反向，而云台在加速，此时为保证目标检测算法检测的成功率，避免过冲失去对目标的追踪拍摄，云台需要减速，此时将加速度△v更新为自身的负值，使得云台减速，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与调整后的加速度△v相加，最终下发速度v2＝v1+(-△v)；
当最大加速度Amax小于0，且加速度△v和距离差值△x的乘积大于0时，表明目标与云台相对同向，而云台准备减速，此时为保证目标检测算法检测的成功率，避免追踪目标超出拍摄范围，云台需要加速，将加速度更新为自身的负N倍，N为任意实数，使得云台加速，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加。快速将目标拉至最佳检测区域。本实施例中N取2，最终下发速度v2＝v1+(-2*△v)。
当计算出水平方向最终下发速度与竖直方向最终下发速度，将两个速度进行合成得到云台的实际最终下发速度v2。
作为一种可选的实施方式，本实施例中提供的控制云台追踪摄像的方法中，v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为水平方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；及竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度。通过将水平方向的前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；及竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度进行合成能够得到本发明上述实际的v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2。
具体的，如图3c所示，基于云台的运动控制算法与追踪目标相对于画面中心的P值，计算云台的水平移动速度v水，基于云台的运动控制算法与追踪目标相对于画面中心的T值，计算云台的竖直移动速度v竖。
其中根据水平位置的P值计算水平方向的当前帧速度v水和水平方向的上一帧速度v1水，根据竖直位置的T值计算竖直方向的当前帧的速度v竖和竖直方向的上一帧的速度v1竖；
根据当前帧以及上一帧图片中的追踪目标的水平位置P值的相对差值，计算水平距离差值△x水，根据当前帧以及上一帧图片中的追踪目标的竖直位置P值的相对差值，计算竖直距离差值△x竖。
其中根据PT坐标值可以根据追踪目标中心点和画面中心点的相对位置计算目标的PT坐标值也可以通过追踪目标的轮廓确定目标的PT值；
根据得到的上一帧的水平方向的速度及当前帧的云台转动的水平方向的速度，计算出云台的水平方向上的加速度△v水，其中△v水＝v水-v1水；
根据得到的上一帧的竖直方向的速度及当前帧的云台转动的竖直方向的速度，计算出云台的水平方向上的加速度△v竖。其中△v竖＝v竖-v1竖；
根据追踪目标的外围轮廓确定的最小矩形区域，扩大一定比例，得到最佳检测区域，其中水平最大检测距离为从追踪目标的中心点向追踪目标水平运动方向的最佳检测区域轮廓距离，竖直最大检测距离为从追踪目标的中心点向追踪目标竖直运动方向的最佳检测区域轮廓距离。
根据水平方向加速度△v水以及水平距离差值△x水，确定调整水平最大检测距离的方式；
根据竖直方向加速度△v竖以及竖直距离差值△x竖，确定调整竖直最大检测距离的方式；
具体的调整方式，实例1中步骤S204已进行了说明，这里不再做过多限定。
根据水平最大检测距离、竖直最大检测距离计算水平最大加速度Amax水以及竖直最大加速度Amax竖。
根据水平最大加速度Amax水的正负，以及水平最大加速度Amax水与水平加速度△v水的关系，确定最终下发的水平方向控制云台速度v2水；
根据竖直最大加速度Amax竖的正负，以及竖直最大加速度Amax竖与竖直加速度△v竖的关系，确定最终下发的竖直方向控制云台速度v2竖。
根据水平方向的最终下发速度v2水以及竖直方向的最终下发速度v2竖，合成计算最终下发速度v2。
实施例2
本发明实施例根据当前帧图片以及上一帧图片的追踪目标的位置，并利用运动控制算法计算v以及v1，所述运动控制算法会根据追踪目标相对于图片的位置，进行相应的调整；
运动控制算法计算云台的速度v以及v1的计算方式具体为，根据云台摄像头的参数设定云台比例项常数系数Kp，积分项常数系数设定为Ki，根据第i帧追踪目标与画面中心的距离ei计算速度值，所述第i帧为当前帧或上一帧，其中该距离值ei分别为水平方向距离值及竖直方向距离值。
Figure BDA0002390717270000181
作为一种可选的实施方式，所述第一条件为：检测到追踪目标远离图片中心，且
Figure BDA0002390717270000182
小于0；根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第一条件积分项惯性的系数a，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000183
其中
Figure BDA0002390717270000184
所述第i帧为当前帧或上一帧，具体系数根据不同摄像头以及云台的参数进行设定，这里不做限制。
作为另一种可选的实施方式，所述第二条件为：初次检测到追踪目标接近画面中心移动，且
Figure BDA0002390717270000185
小于0，根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第二条件积分项惯性的系数b，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000186
其中
Figure BDA0002390717270000187
Figure BDA0002390717270000188
所述第i帧为当前帧或上一帧，具体系数根据不同摄像头以及云台的参数进行设定，这里不做限制。
如图5所示，步骤S501～S517为控制云台的下发速度的完整流程图。
步骤S501，通过当前帧图片以及上一帧图片的追踪目标，根据云台运动控制算法，计算云台的运动速度v以及上一帧的速度v1；
步骤S502，基于目标大小及当前运动速度v，及上一帧运动速度v1得到加速度△v；
步骤S503，获取当前图像帧图片以及上一图像帧距离图片中心点的距离差值△x，以及当前的目标大小；
步骤S504，根据当前目标大小计算最佳检测区域以及最大检测距离Smax；
步骤S505，通过△v的正负确定云台的运动状态，确定云台处于减速时，执行步骤S506，确定云台处于加速时，执行步骤S507；
步骤S506，通过△x得到目标的相对速度方向，判断目标与云台是否相对同向，同向时执行S509，反向时执行步骤S508；
步骤S507，通过△x得到目标的相对速度方向，判断目标与云台是否相对同向，同向时执行S508，反向时执行步骤S509；
步骤S508，最大检测距离调整为Smax+△x；
步骤S509，最大检测距离调整为Smax-△x；
步骤S510，通过调整后的Smax与两帧之间的采集时间差得到最大加速度Amax；
步骤S511，将△v与Amax进行比较，判断△v与Amax的关系，△v大于Ama x执行步骤S512，△v小于Ama x执行步骤S513；
步骤S512，将△v调整为Amax；
步骤S513，判断Ama x是否小于0，当Ama x小于0时，执行步骤S514，当Ama x不小于0时，执行步骤S515；
步骤S514，将△v方向修改为与原方向相反，△v＝-△v；
步骤S515，将△v方向保持与原方向一致；
步骤S516，将v1加△v，得到最终下发速度v2，最后将速度发送至云台；
步骤S517，判断该追踪过程是否结束，若未结束则重新执行步骤S501。
实施例4
为了防止目标在运动过程中出现短暂静止使得云台转动停止，然后又恢复运动状态使得云台转动，在短时间内反复运动停止造成的机械损耗过大的情况；
作为一种可选的实施方式，采用低速目标抗震荡的方法，当追踪运动速度较慢的追踪目标且该目标处于特定区域时，将云台的运动速度调整为0；
根据镜头的放大倍率将当前画面宽高缩小一定比例的区域确定为中心区域，如图6所示，中心区域601中检测到追踪目标时，判断云台是否需要云台停止运行。
其中，实施例2中所下发每个最终下发速度v2都进行了存储，具体的，将历史下发速度v2存储在下发速度数组中，下发速度数组中存在有第一时间段与第二时间段，该下发速度数组中存储最终下发速度v2，并在存储的所有v2中提取第一时间段中对应连续的最终下发速度v2和第二时间段中对应连续的最终下发速度v2，所述第一时间段最终下发速度v2数据个数大于第二时间段，且第二时间段距离当前时间最远的最终下发速度v2相比于第一时间段距离当前时间最远的最终下发速度v2更接近于当前时间，如图7所述，下发速度数组中取第一时间段最终下发速度701中5个最终下发速度值，以及第二时间段最终下发速度702中的3个最终下发速度值。
其中从第一时间段及第二时间段获取的数量这里不做具体限制，仅限定获取第一时间段及第二时间段中的最终下发速度为连续的数据，第二时间段中最终下发速度的个数小于第一时间段的个数，第二时间段距离当前时间最远的最终下发速度v2相比于第一时间段距离当前时间最远的最终下发速度v2更接近于当前时间。
此外，设定云台停止的速度阈值与小于该速度阈值的次数阈值，通过第一时间段获取的多个最终下发速度，得到第一时间段中的平均速度，通过该平均速度与云台停止速度阈值进行比较。并比较第二时间段中多个最终下发速度小于云台停止速度阈值的次数与次数阈值进行比较，当第一时间段中的平均速度小于云台停止速度且第二时间段中的最终下发速度小于云台停止速度的次数大于次数阈值时，则判定可以停止云台运动，并清空实施例1中提供的云台控制算法的积分项；
若满足上述两个条件，则令云台的最终下发速度变为第一时间段中的平均速度。
如图8所示，步骤S801～S807为对低速目标进行速度调整的完整流程图。
当检测到追踪目标在中心区域出现，所述中心区域为拍摄区域按一定大小比例进行缩减的区域为中心区域；
根据摄像机镜头放大倍率，得到云台停止速度，由于倍率与视场角相关，所以根据倍率能得到当前画面的视场角，由此可以根据视场角得到云台停止速度阈值。
步骤S801，获取第一时间段中的最终下发速度，并计算第一时间段的平均速度，所述第一时间段的采集方式为每间隔固定时间后，采集最新的对应第一时间段的最终下发速度；
步骤S802，获取第二时间段中的最终下发速度，计算第二时间段中小于云台停止速度的次数，所述第一时间段的采集方式为每间隔固定时间后，采集最新的对应第一时间段的最终下发速度；
步骤S803，判断平均速度是否小于云台停止速度阈值且小于云台停止速度阈值的次数是否大于次数阈值，若是，则执行步骤S804，若不是，则执行步骤S805；
步骤S804，将最终下发速度v2调整为0，对应的积分项因云台停止而清零，所述积分项为实施例2中提供的运动控制算法中对应的积分值
Figure BDA0002390717270000211
当最终速度调整为0时，该积分项会清零，并在下次启动时重新进行累加；
步骤S805，将v2做平滑性处理，令v2等于第一时间段的平均速度；
步骤S806，将调整后的速度v2下发到云台中，对云台进行控制；
步骤S807，判断跟踪是否结束，若未结束则执行步骤S801。
实施例5
本发明实施例提供一种控制云台追踪摄像装置，该装置包括如下模块：
云台转动速度模块901，用于根据当前帧图片及上一帧图片中追踪目标的位置，分别计算控制云台转动当前帧的速度v和上一帧的速度v1，根据所述速度v和速度v1确定加速度△v；
距离差值模块902，用于确定所述追踪目标在当前帧及上一帧图片中，与图片中心的距离差值△x；
最大检测距离模块903，用于根据所述追踪目标在所述当前帧图片中所占区域的长度或宽度，确定距离所述区域的中心点对应的最大检测距离Smax；
最大检测距离调整模块904，用于根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否相对同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整；
最终下发速度模块905，用于根据调整后的所述Smax确定云台的最大加速度Amax，利用与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，控制云台进行转动。
最大检测距离模块903，根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，包括：
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为负，则确定当前处于在云台减速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为负，则确定当前处于在减速加速过程中追踪目标偏离图片中心点。
最大检测距离模块903，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整，包括：
当前处于云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值。
最终下发速度模块905，根据调整后的最大检测距离确定云台的最大加速度Amax，包括：
根据调整后的最大检测距离除以当前帧和上一帧的采集帧时间差，得到最大加速度Amax。
最终下发速度模块905，确定与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，包括：
当最大加速度Amax大于0，则最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x小于0时，将加速度△v更新为自身的负值，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x大于0时，将加速度△v更新为自身的负N倍，N为任意实数，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加。
云台转动速度模块901，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v以及上一帧的速度v1：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki以及第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，确定第i帧控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000231
其中，所述第i帧为当前帧或上一帧。
云台转动速度模块901，用于在满足第一条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第一条件积分项惯性的系数a，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000241
其中
Figure BDA0002390717270000242
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第一条件为检测到追踪目标远离图片中心，且
Figure BDA0002390717270000243
小于0。
云台转动速度模块901，用于在满足第二条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第二条件积分项惯性的系数b，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000244
其中
Figure BDA0002390717270000245
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第二条件为初次检测到追踪目标接近画面中心移动，且
Figure BDA0002390717270000246
小于0。
云台速度调整模块906，用于当距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值小于设定的速度停止阈值，且距离当前时间第二时间段内下发的速度v2小于设定的速度停止阈值的次数大于设定的次数阈值时，将最终下发速度v2调整为0；
否则，将最终下发速度v2设置为所述距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值。
参数方向设置模块907，用于所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为水平方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；或者
所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度。
最终下发速度模块905，用于，确定最终下发速度v2，包括：
根据水平方向的最终下发速度v2以及竖直方向的最终下发速度v2，合成计算最终下发速度v2。
实施例6
本发明实施例提供一种装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，所述计算机程序用于执行时实现如上述控制云台追踪摄像的方法。
该装置可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(英文全称：central processing units，英文简称：CPU)1001(例如，一个或一个以上处理器)和存储器1002，一个或一个以上存储应用程序1004或数据1005的存储介质1003(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器1002和存储介质1003可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1003的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对信息处理装置中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器801可以设置为与存储介质1003通信，在装置1000上执行存储介质1003中的一系列指令操作。
装置1000还可以包括一个或一个以上电源1006，一个或一个以上有线或无线网络接口1007，一个或一个以上输入输出接口1008，和/或，一个或一个以上操作系统1009，例如Windows Server，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等。
可选地，所述装置根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，包括：
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为负，则确定当前处于在云台减速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为负，则确定当前处于在减速加速过程中追踪目标偏离图片中心点。
可选地，所述装置根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整，包括：
当前处于云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值。
可选地，所述装置根据调整后的最大检测距离确定云台的最大加速度Amax，包括：
根据调整后的最大检测距离除以当前帧和上一帧的采集帧时间差，得到最大加速度Amax。
可选地，所述装置确定与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，包括：
当最大加速度Amax大于0，则最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x小于0时，将加速度△v更新为自身的负值，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x大于0时，将加速度△v更新为自身的负N倍，N为任意实数，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加。
可选地，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v以及上一帧的速度v1：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki以及第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，确定第i帧控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000271
其中，所述第i帧为当前帧或上一帧。
可选地，所述装置在满足第一条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第一条件积分项惯性的系数a，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000272
其中
Figure BDA0002390717270000273
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第一条件为检测到追踪目标远离图片中心，且
Figure BDA0002390717270000274
小于0。
可选地，所述装置在满足第二条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第二条件积分项惯性的系数b，确定控制云台转动的速度
Figure BDA0002390717270000275
其中
Figure BDA0002390717270000276
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第二条件为初次检测到追踪目标接近画面中心移动，且
Figure BDA0002390717270000277
小于0。
可选地，所述装置还包括：
当距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值小于设定的速度停止阈值，且距离当前时间第二时间段内下发的速度v2小于设定的速度停止阈值的次数大于设定的次数阈值时，将最终下发速度v2调整为0；
否则，将最终下发速度v2设置为所述距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值。
可选地，所述装置中v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为水平方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；或者
所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度。
可选地，所述装置确定最终下发速度v2，包括：
根据水平方向的最终下发速度v2以及竖直方向的最终下发速度v2，合成计算最终下发速度v2。
实施例7
本发明实施例提供一种控制云台追踪摄像装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，所述计算机程序用于执行时实现上述控制云台追踪摄像的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种控制云台追踪摄像的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据当前帧图片及上一帧图片中追踪目标的位置，分别计算控制云台转动当前帧的速度v和上一帧的速度v1，根据所述速度v和速度v1确定加速度△v；
确定所述追踪目标在当前帧及上一帧图片中，与图片中心的距离差值△x；
根据所述追踪目标在所述当前帧图片中所占区域的长度或宽度，确定距离所述区域的中心点对应的最大检测距离Smax；
根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否相对同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整；
根据调整后的所述Smax确定云台的最大加速度Amax，利用与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，控制云台进行转动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，包括：
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为正，则确定当前处于在云台加速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x大于零时确定追踪目标与云台运动相对同向，若加速度△v为负，则确定当前处于在云台减速过程中追踪目标接近图片中心点；或者
当△v*△x小于零时确定追踪目标与云台运动相对反向，若加速度△v为负，则确定当前处于在减速加速过程中追踪目标偏离图片中心点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整，包括：
当前处于云台加速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台加速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标接近图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax减距离差值△x的绝对值；或者
当前处于云台减速过程中追踪目标偏离图片中心点，最大检测距离Smax调整为Smax加距离差值△x的绝对值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据调整后的最大检测距离确定云台的最大加速度Amax，包括：
根据调整后的最大检测距离除以当前帧和上一帧的采集帧时间差，得到最大加速度Amax。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，包括：
当最大加速度Amax大于0，则最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x小于0时，将加速度△v更新为自身的负值，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加；或者
当最大加速度Amax小于0，且△v*△x大于0时，将加速度△v更新为自身的负N倍，N为任意实数，最终下发速度v2为上一帧运动速度v1与加速度△v相加。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v以及上一帧的速度v1：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki以及第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，确定第i帧控制云台转动的速度
Figure FDA0002390717260000021
其中，所述第i帧为当前帧或上一帧。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在满足第一条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第一条件积分项惯性的系数a，确定控制云台转动的速度
Figure FDA0002390717260000031
其中
Figure FDA0002390717260000032
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第一条件为检测到追踪目标远离图片中心，且
Figure FDA0002390717260000033
小于0。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在满足第二条件时，采用如下的运动控制算法公式确定当前帧的速度v和上一帧的速度v1，包括：
根据设定的比例项常数系数Kp、积分项常数系数Ki、第i帧追踪目标与图片中心的距离ei，以及消除第二条件积分项惯性的系数b，确定控制云台转动的速度
Figure FDA0002390717260000034
其中
Figure FDA0002390717260000035
所述第i帧为当前帧或上一帧，所述满足第二条件为初次检测到追踪目标接近画面中心移动，且
Figure FDA0002390717260000036
小于0。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值小于设定的速度停止阈值，且距离当前时间第二时间段内下发的速度v2小于设定的速度停止阈值的次数大于设定的次数阈值时，将最终下发速度v2调整为0；
否则，将最终下发速度v2设置为所述距离当前时间第一时间段内下发的速度v2的平均值。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为水平方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度；或者
所述v、△x、△v、v1、Smax、Amax以及v2分别为竖直方向的当前帧速度、距离差值、加速度、上一帧速度、最大检测距离、最大加速度以及最终下发速度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定最终下发速度v2，包括：
根据水平方向的最终下发速度v2以及竖直方向的最终下发速度v2，合成计算最终下发速度v2。
12.一种控制云台追踪摄像装置，其特征在于，该装置包括如下模块：
云台转动速度模块，用于根据当前帧图片及上一帧图片中追踪目标的位置，分别计算控制云台转动当前帧的速度v和上一帧的速度v1，根据所述速度v和速度v1确定加速度△v；
距离差值模块，用于确定所述追踪目标在当前帧及上一帧图片中，与图片中心的距离差值△x；
最大检测距离模块，用于根据所述追踪目标在所述当前帧图片中所占区域的长度或宽度，确定距离所述区域的中心点对应的最大检测距离Smax；
最大检测距离调整模块，用于根据△v*△x的正负确定追踪目标与云台运动是否相对同向，并结合所述△v的正负，判定当前处于云台加速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，或者云台减速过程中追踪目标偏离/接近图片中心点，根据判定结果利用所述△x对所述Smax进行调整；
最终下发速度模块，用于根据调整后的所述Smax确定云台的最大加速度Amax，利用与所述速度v1的差值不大于所述Amax的最终下发速度v2，控制云台进行转动。
13.一种控制云台追踪摄像装置，其特征在于，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，所述计算机程序用于执行时实现如权利要求1～11任一项所述控制云台追踪摄像的方法。
14.一种计算机程序介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1～11任一项所述控制云台追踪摄像的方法。
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