CN113485465A - 一种摄像机云台控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种摄像机云台控制方法、装置、设备及存储介质,涉及安防技术领域,用于提高摄像机监控效果。该方法包括:在第一监控目标进入摄像机的监控区域时,基于摄像机云台的设备结构信息,确定摄像机云台对监控目标进行监控采用的初始运动策略;基于初始运动策略,控制摄像机云台进行转动;在按照初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定摄像机云台失步时所处的运动阶段;基于摄像机云台失步时所处的运动阶段,对初始运动策略进行调整,获得调整后的运动策略;在对第一监控目标同类型的监控目标进行监控时,基于调整后的运动策略,控制摄像机云台进行转动。
Description
技术领域
本申请涉及安防技术领域,提供一种摄像机云台控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前,随着人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的发展,以及用户对摄像机监控要求的提高,使得摄像机需要适用于不同的业务场景,例如,在远距离的情况下,对多个目标采用大倍率的镜头进行定点来回监控,或者,对以不同速度进行运动的目标进行跟踪,又或者采用摄像机进行巡航、巡迹等业务场景。
然而,不同业务场景对监控所需的稳、准、快等要求也不相同,传统的摄像机云台一般采用步进电机进行驱动,通过细分处理,可以使摄像机云台的电机移动对应的步距角,并按照呈现为单一的梯形速度曲线或S型加速度曲线的策略来控制摄像机云台的运动状态,但是,这些策略会使摄像机云台在进行运动时,容易出现震动以及加/减速较慢的情况。
因此,现有策略往往不能保证不同业务场景下的监控效果。并且,由于摄像机云台的结构和工作环境的不同,仅根据业务来选择加减速控制策略,可能会造成摄像机云台的电机发生失步的情况,且在继续采用该策略时,可能会一直出现失步的情况,进而导致误差的累加。
发明内容
本申请实施例提供一种摄像机云台控制方法、装置、设备及存储介质,用于提高摄像机监控效果。
一方面,提供一种摄像机云台控制方法,所述方法包括:
在第一监控目标进入摄像机的监控区域时,基于所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台对所述监控目标进行监控采用的初始运动策略;
基于所述初始运动策略,控制所述摄像机云台进行转动;
基于所述摄像机云台按照所述初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于所述初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段;
基于所述摄像机云台失步时所处的运动阶段,对所述初始运动策略进行调整,获得调整后的运动策略;
在对所述第一监控目标同类型的监控目标进行监控时,基于所述调整后的运动策略,控制所述摄像机云台进行转动。
一方面,提供一种摄像机云台控制装置,所述装置包括:
第一确定单元,用于在第一监控目标进入摄像机的监控区域时,基于所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台对所述监控目标进行监控采用的初始运动策略;
控制单元,用于基于所述初始运动策略,控制所述摄像机云台进行转动;
第二确定单元,用于基于所述摄像机云台按照所述初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于所述初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段;
获取单元,用于在对所述第一监控目标同类型的监控目标进行监控时,基于所述调整后的运动策略,对所述初始运动策略进行调整,获取调整后的运动策略;
所述控制单元,还用于基于所述调整后的运动策略,控制所述摄像机云台进行转动。
可选的,所述第一确定单元,具体用于:
根据所述设备结构信息,确定所述摄像机云台是否属于设定结构类型;其中,当所述摄像机云台为所述设定结构类型时,所述摄像机云台在转动过程中所对应的重心点发生移动;
在确定所述摄像机云台属于设定结构类型时,确定所述摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况;
若所述变化情况为负载力矩逐渐增大,则确定所述初始运动策略为第一运动策略;其中,采用所述第一运动策略时,所述摄像机云台的加速度变化曲线呈现S形结构;
若所述变化情况为负载力矩逐渐减小,则确定所述初始运动策略为第二运动策略;其中,采用所述第二运动策略时,所述摄像机云台的速度变化曲线在运动切换点之前呈现指数结构,在运动切换点之后呈现S形结构;其中,所述运动切换点为所述摄像机云台在执行一运动策略中运动规律发生改变的点。
可选的,所述第一确定单元,具体还用于:
在确定所述摄像机云台不属于设定结构类型,且所述摄像机云台已设置目标跟踪功能时,根据所述摄像机云台的运动参数信息和所述摄像机的镜头倍率,确定所述初始运动策略;或者,
在确定所述摄像机云台不属于设定结构类型,且所述摄像机云台未设置目标跟踪功能时,根据所述摄像机云台所处场景的场景信息和所述摄像机的镜头倍率,确定所述初始运动策略。
可选的,所述第一确定单元,具体还用于:
在所述转动速度大于设定的转动速度阈值时,确定所述初始运动策略为所述第二运动策略;或者,
在确定所述转动速度不大于设定的转动速度阈值,且所述镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,确定所述初始运动策略为所述第一运动策略;或者,
在确定所述转动速度不大于所述转动速度阈值,且所述镜头倍率不大于所述镜头倍率阈值时,确定所述初始运动策略为第三运动策略;其中,采用所述第三运动策略时,所述摄像机云台的加速度变化曲线呈现指数结构。
可选的,所述第一确定单元,具体还用于:
在确定所述镜头倍率不大于设定的镜头倍率阈值时,确定所述初始运动策略为所述第三运动策略;或者,
在所述镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值,且所述场景信息指示预设场景时,确定所述初始运动策略为所述第三运动策略;或者,
在确定所述镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,且所述场景信息不指示预设场景时,确定所述初始运动策略为所述第一运动策略。
可选的,在基于所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台的初始运动策略之前,所述第一确定单元,具体还用于:
确定处理器的使用率是否大于设定的使用率阈值;
在确定大于设定的使用率阈值时,确定所述初始运动策略为第四运动策略;其中,采用所述第四运动策略时,所述摄像机云台的速度变化曲线呈现梯形结构;或者,
在确定不大于设定的使用率阈值时,根据所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台的初始运动策略。
可选的,所述第二确定单元,具体用于:
基于所述摄像机云台按照所述初始运动策略执行时所对应的预估速度,获得相应的预估速度变化曲线;
从所述预估速度变化曲线中,相应确定出多个预估速度点;
基于速度与转动角度之间的对应关系,确定每一预估速度点所对应的实际预估转动角度,以及每一预估速度点所处时刻所对应的实际转动角度;
基于每一时刻所对应的实际转动角度和预估转动角度,确定所述每一时刻所对应的角度差值;
基于所述每一时刻所对应的角度差值是否大于设定的角度阈值,确定所述摄像机云台发生失步时所处的运动阶段;其中,所述运动阶段包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段。
可选的,所述获取单元,具体用于:
在确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段为加速阶段时,确定将所述加速阶段对应的所述初始运动策略调整为所述第三运动策略,并获得调整后的运动策略;或者,
在确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段为匀速阶段时,确定降低所述摄像机云台的最大转动速度,并获取调整后的运动策略;或者,
在确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段为减速阶段时,确定将所述减速阶段对应的所述初始运动策略调整为所述第一运动策略,并获得调整后的运动策略。
一方面,提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方面所述的方法的步骤。
一方面,提供一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序指令,该计算机程序指令被处理器执行时实现上述方面所述的方法的步骤。
本申请实施例中,可以基于摄像机云台的设备结构信息,来确定出摄像机云台的初始运动策略;进而基于初始运动策略,控制摄像机云台进行转动;并在摄像机云台按照初始运动策略执行过程中,可以基于在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定出摄像机云台失步时所处的运动阶段;从而基于摄像机云台失步时所处的运动阶段,来对初始运动策略进行调整,以获取调整后的运动策略;并基于调整后的运动策略,来控制摄像机云台进行转动。可见,在本申请实施例中,可以先根据摄像机云台的结构,确定出一个初始运动策略,并通过执行该初始运动策略,来确定该初始运动策略在监控过程中是否存在失步现象,进而根据发生失步的运动阶段来调整初始运动策略,以获取调整后的运动策略,采用该调整后的运动策略进行监控,进而降低后续转动过程中摄像机云台再次发生失步的概率,以提升提高摄像机的监控效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关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申请实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的摄像机云台控制系统的系统架构示意图;
图2为本申请实施例提供的梯形加减速策略对应的曲线模型示意图;
图3为本申请实施例提供的S型加减速策略对应的曲线模型示意图;
图4为本申请实施例提供的指数型加减速策略对应的曲线模型示意图;
图5为本申请实施例提供的指数+S型的组合加减速策略对应的曲线模型示意图;
图6为本申请实施例提供的摄像机云台控制方法的流程示意图;
图7为本申请实施例提供的重心不会移动的摄像机云台的示例图;
图8为重心随着云台转动会发生移动的摄像机云台的示例图;
图9为本申请实施例提供的调整运动策略的一种示意图;
图10为本申请实施例提供的调整运动策略的另一种示意图;
图11为本申请实施例提供的调整运动策略的另一种示意图;
图12为本申请实施例提供的摄像机云台控制方法的另一流程示意图;
图13为本申请实施例提供的判断失步运动阶段的流程示意图;
图14为初始运动策略为指数型加减速策略时的速度变化曲线的对比示意图;
图15为本申请实施例提供的摄像机云台控制装置的一种结构示意图;
图16为本申请实施例提供的计算机设备的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
首先,对本申请中的部分用语进行解释说明。
失步:由数字信号控制运行的步进电机,在脉冲信号变化太快时,步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用,使得转子和定子之间的磁反应将跟不上电信号的变化,进而会导致电机产生堵转和失步。在本申请实施例中,电机失步会导致摄像机云台不能及时对监控目标进行跟踪监控。
镜头倍率:摄像机镜头的焦距转换倍率。
目前,现有的单一云台控制策略往往不能保证不同业务场景下的监控效果。并且,由于摄像机云台的结构和工作环境的不同,仅根据业务来选择加/减速控制策略,有可能会造成摄像机云台的电机发生失步的情况,且在继续采用该策略时,可能会一直出现失步的情况,进而导致误差的累加。
基于此,本申请实施例中,可以基于摄像机云台的设备结构信息,来确定出摄像机云台的初始运动策略;进而基于初始运动策略,控制摄像机云台进行转动;并在摄像机云台按照初始运动策略执行过程中,可以基于在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定出摄像机云台失步时所处的运动阶段;从而基于摄像机云台失步时所处的运动阶段,来对初始运动策略进行调整,以获取调整后的运动策略;并基于调整后的运动策略,来控制摄像机云台进行转动。可见,在本申请实施例中,可以先根据摄像机云台的结构,确定出一个初始运动策略,并通过执行该初始运动策略,来确定该初始运动策略在监控过程中是否存在失步现象,进而根据发生失步的运动阶段来调整初始运动策略,以获取调整后的运动策略,采用该调整后的运动策略进行监控,进而降低后续转动过程中摄像机云台再次发生失步的概率,以提升提高摄像机的监控效果。
在介绍完本申请实施例的设计思想之后,下面对本申请实施例的技术方案能够适用的应用场景做一些简单介绍,需要说明的是,以下介绍的应用场景仅用于说明本申请实施例而非限定。在具体实施过程中,可以根据实际需要灵活地应用本申请实施例提供的技术方案。
如图1所示,为本申请实施例提供的摄像机云台控制系统的系统架构示意图。该摄像机云台控制系统可以包括摄像机处理单元101、电机驱动单元102、电机103、传动机构104以及运动参数反馈单元105。
摄像机处理单元101可以为摄像机机芯(即包括光学镜头、成像芯片、控制电路板等),它可以决定摄像机的画面情况,比如像素,清晰度,视场角,景深等影响拍摄画面的因素,可以用于对监控所获得的图像的智能处理,以及完成与云台之间的交互通信,且还可以在监控目标进入监控区域时,将用于指示云台进行运动的预定的运动协议命令发送给云台,以控制云台进行相应的运动。例如,所述运动协议命令可以携带监控目标的运动信息以及当前场景信息等信息。
电机驱动单元102为云台所对应的驱动机构,包括摄像机云台的处理芯片、脉冲发生器以及功率放大器。具体的,其在接收到摄像机处理单元101下发的运动协议命令之后,处理芯片会获取该运动协议命令中所携带监控目标的运动信息以及当前场景信息等信息,并结合摄像机云台的设备结构信息以及编码器的计数值等自适应选择出一个符合监控目标的初始运动策略或者,自适应地调整出一个更加符合监控目标的调整后的运动策略。进而再会采用脉冲发生器基于所确定运动策略进行脉冲信号发送,并采用通过DC直流电源进行供电的功率放大器来进行功率放大,进而将放大后的脉冲信号传输给步进电机,以控制摄像机云台的转动。
传动机构104可以分为水平传动结构和垂直传动结构。
运动参数反馈单元105,用于向电机驱动单元102实时反馈摄像机云台的运动参数,如转动角度,运动参数反馈单元105可以通过编码器来实现,例如可以分别在摄像机云台的水平传动结构和垂直传动结构设置编码器,以实时记录摄像机的实际转动角度。
因此,在本申请实施例中,当电机驱动单元102接收到摄像机处理单元101发送的运动协议命令之后,会根据该运动协议命令去确定所监控目标所对应的当前所处的天气状况、机芯业务等信息,以确定出一个初始运动策略,进而根据该初始运动策略去控制步进电机进行运转,进而带动所连接的传动机构104进行运动,以控制云台所对应的水平结构或者垂直结构进行运动。在运动结束之后,可以通过运动参数反馈单元105将摄像机云台实际运动情况反馈给电机驱动单元102,以对初始运动策略进行调整,确定出一个更加符合所监控的目标的调整后的运动策略。
当然,本申请实施例提供的方法并不限用于图1所示的系统架构中,还可以用于其他可能的系统架构,本申请实施例并不进行限制。对于图1所示的系统架构的各个设备所能实现的功能将在后续的方法实施例中一并进行描述,在此先不过多赘述。
在介绍本申请实施例的方法流程之前,这里首先对本申请实施例中涉及到摄像机云台的几种运动策略进行介绍。
(1)梯形加减速策略,如图2所示,为本申请实施例提供的梯形加减速策略对应的曲线模型示意图,在摄像机云台采用梯形加减速策略进行监控时,可以获得如图2所示的速度变化曲线、加速度变化曲线以及加加速度变化曲线,其中,由速度变化曲线可以看出,摄像机云台的整个运动过程可以分为匀加速、匀速和匀减速这3个过程。从加速度变化曲线可以得知,在匀加速过程和匀减速过程中,加速度始终为固定值。从加加速度变化曲线可以得知,加加速度(即,对加速度求导所获得的值,用于指示加速度的变化规律)在变速过程中是突变的,进而导致加速度值也存在突变,所以加速度曲线表现为不连续。
综上可以看出,梯形加减速策略实现容易,但它采用的是匀加减速,使得在加、减速阶段的起点和终点处所对应的加速度存在突变。而由于加速度曲线不连续,所以会导致加速、匀速和减速过程不能实现平滑过渡,存在跳跃现象,进而使得电机进行插补时会产生较大的冲击,使电机驱动系统出现振动。
因此,梯形加减速策略只有在中央处理器(Central Processing Unit,CPU)资源非常紧缺的情况下使用较为合适。
(2)S型加减速策略,如图3所示,为本申请实施例提供的S型加减速策略对应的曲线模型示意图,在摄像机云台采用S型加减速策略进行监控时,可以获得如图3所示的位移变化曲线、速度变化曲线、加速度变化曲线以及加加速度变化曲线这4个变化曲线,其中,在这个这4个变化曲线中,加速度变化曲线呈现S型结构,可以看出,(t0~t3)时间段为摄像机云台的加速阶段,摄像机云台的转动速度逐渐增大,(t3~t4)时间段为摄像机云台的匀速阶段,摄像机云台的转动速度不会发生变化,(t4~t7)时间段为对应摄像机云台的减速阶段,摄像机云台的转动速度逐渐减小。
具体的,在加速阶段(t0~t3)内摄像机云台的转动速度v(t)可以通过如下公式进行表示:
其中,t1为加速阶段加速度初次到达最大值所对应的时刻,t2为加速阶段加速度初次减小所对应的时刻,t3为加速阶段结束时所对应的时刻,vs为云台在初始时刻0时的转动速度,v1为云台在时刻t1时的转动速度,v2为云台在时刻t2时的转动速度,jmax为(t0~t3)时间段内的最大加加速度,-jmax为(t0~t3)时间段内的最小加加速度,amax为(t0~t3)时间段内的最大加速度。
在减速阶段(t4~t7)内摄像机云台的转动速度v(t)可以通过如下公式进行表示:
其中,t4为减速阶段开始时所对应的时刻,t5为减速阶段加速度初次到达最小值时所对应的时刻,t6为减速阶段加速度初次增大所对应的时刻,t7为减速阶段结束时所对应的时刻,v4为云台在时刻t4时的转动速度,v5为云台在时刻t5时的转动速度,v6为云台在时刻t6时的转动速度,jmax为(t4~t7)时间段内的最大加加速度,-jmax为(t4~t7)时间段内的最小加加速度,amax为(t4~t7)时间段内的最大加速度。
综上可以看出,S型加减速策略所对应的加速度是连续变化的,且速度变化趋势过渡平滑,进而,若是采用S型加减速策略进行监控,那么呈现出电机启停抖动较小,负载力矩变化平稳的优点。且在整个加、减速过程中,负载力矩变化是呈现先增大后减小的趋势,以及电机启动较慢、计算量较大,且要求CPU资源占用率为中等的特性。
因此,S型加减速策略适合对加减速要求不高,且要求监控画面稳定的业务,例如,采用大倍率的镜头进行监控的场景。
(3)指数型加减速策略,如图4所示,为本申请实施例提供的指数型加减速策略对应的曲线模型示意图,在摄像机云台在采用指数型加减速策略进行监控时,可以获得如图4所示的速度变化曲线以及加速度变化曲线。其中,根据速度变化曲线可以看出,在电机启动阶段(0,t1)和电机停止阶段(t2,t3)内的摄像机云台的转动速度突变情况按指数规律进行上升和下降,且上升和下降时所对应的速度变化曲线较为圆滑。
具体的,在电机启动阶段(0,t1),即电机加速阶段时间段(0,t1)内摄像机云台的转动速度v(t)可以通过如下公式进行表示:
v(t)=vmax(1-e-t/τ)0≤t<t1
其中,t1为加速阶段结束时所对应的时刻,vmax为电机对应的最大转动速度,τ为加速阶段和减速阶段所对应的时间常数。
在电机停止阶段(t2,t3),即电机减速阶段时间段(t2,t3)内摄像机云台的转动速度v(t)可以通过如下公式进行表示:
v(t)=vmaxe-t/τt2≤t<t3
可以看出,t2为减速阶段开始时所对应的时刻,t3为减速阶段结束时所对应的时刻。
综上可以看出,在摄像机云台在采用指数型加减速策略进行监控时,转动力矩的利用率较高,且不易失步,同时,速度变化比采用S型加减速策略所对应的速度变化更快。
但是,电机在启动和停止停时所对应的加速度存在突变(即,加速度突然变得很大),这样容易导致摄像机云台在启动和停止停时存在抖动现象。
因此,指数型加减速策略可以在小倍率下的监视场景或较为恶劣的场景下,以及可以在易失步且要求加减速快的角度段和垂直负载变大的情况下进行使用。
(4)指数+S型的组合加减速策略,如图5所示,为本申请实施例提供的指数+S型的组合加减速策略对应的曲线模型示意图,在摄像机云台分别采用指数+S型的组合加减速策略以及S型加减速策略时,可以分别获得如图4所示速度变化曲线,其中,曲线1代表采用指数+S型的组合加减速策略时所对应的速度变化曲线,线2代表采用S型加减速策略时所对应的速度变化曲线,从图2中可以看出,指数+S型的组合加减速策略相比于S型加减速策略来说,速度变化更快。
由于指数+S型的组合加减速策略是由指数型加减速策略和S型加减速策略组合所得,在运动切换点t1之前采用指数型加减速策略进行监控,在运动切换点t1之后,采用S型加减速策略进行监控,因此,在(t0~t3)时间段内摄像机云台的转动速度v(t)可以通过如下公式进行获取:
其中,t1为将指数型加减速策略切换为S型加减速策略时所对应的时刻,t3为速度增大过程结束时所对应的时刻,vm为期望达到的目标速度,τ是速度增大过程的时间常数,jmax为速度增大过程中对应的最大加加速度。当采用指数型加减速策略将速度v(t)增大到t1时刻时,便会将该指数型加减速策略切换为S型加减速策略。
对应的,在(t0~t3)时间段内摄像机云台的运动位移s(t)可以通过如下公式进行获取:
其中,vref为加速结束时所对应的速度,v切和a切为t1时刻所述对应的速度和加速度。
综上可以看出,指数+S型的组合加减速策略在电机启动的低速阶段转动力矩较大,加速度响应快,能够使云台在短时间内快速平滑达到最高速度,以保证电机快速启动且监控画面平稳,因此,在采用指数型加减速策略更加合适。而在加速到中高速阶段时,电机的转动力矩指数下降,转动速度上升很慢,可以将指数型加减速策略平滑切换到S型加减速策略,以使加速度逐渐变大,转动速度快速收敛。
因此,指数+S型的组合加减速策略比较适用于对启动升降速度要求很高的业务场景,以防止速度太慢而跟不上目标。例如,对高速移动的车以及天上的飞机等进行监控。
下面,将结合附图对本申请实施例的方法进行介绍。
如图6所示,为本申请实施例的摄像机云台控制方法的流程示意图,该方法可以通过图1中的摄像机云台来执行,也可以通过图1中摄像机和摄像机云台联合执行,该方法的流程介绍如下。
步骤601:在第一监控目标进入摄像机的监控区域时,基于摄像机云台的设备结构信息,确定摄像机云台对监控目标进行监控采用的初始运动策略。
本申请实施例中,在摄像机检测到有监控目标进行监控区域时,则摄像机会向摄像机云台触发追踪命令,进而使得摄像机云台进行相应的追踪运动,使得摄像机的监控区域随之发生改变,以进行目标跟踪。
在通常情况下,为了便于设计,常常默认摄像机云台在转动过程中重心不会移动,如图7所示,为重心不会移动的摄像机云台的示例图,其中,摄像机为球形形状,云台围绕该球形摄像机进行设置,这种球形结构时,无论云台带动摄像机是左右转动,还是上下摆动,该摄像机云台的重心都处于同一个位置。
但是,在实际应用中,还存在着其他结构的摄像机云台,如图8所示,为重心随着云台转动会发生移动的摄像机云台的示例图,该云台呈现阶梯形,在摄像机云台为这种阶梯形结构时,云台带动摄像机上下摆动时,该摄像机云台的重心会发生移动,进而使得电机的负载转矩同样发生变化,例如,向上摆动时,电机的负载转矩会逐渐增大,而向下摆动时,电机的负载转矩又会逐渐减小,这样容易导致电机发生失步的情况。
因此,在本申请实施例中,为了更符合实际,以提高摄像机监控的准确性,所以采用基于摄像机云台的设备结构信息,来确定摄像机云台的初始运动策略。其中,设备结构信息用于指示该摄像机云台具体属于什么结构,例如,前面所提到的球形结构、阶梯形结构等。
具体的,摄像机云台获取自身的设备结构信息(如,设备结构信息指示云台为阶梯形结构云台),进而便可以根据该设备结构信息,来确定摄像机云台是否属于设定结构类型。
在本申请实施中,可以将设定结构类型为重心会发生变化的结构类型,例如阶梯形结构。进而,在确定出摄像机云台属于设定结构类型时,便可以通过确定摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况,来确定摄像机云台所要执行的初始运动策略了。
以阶梯形结构为例,由于摄像机云台呈现阶梯形结构,且向上摆动时,电机的初始低速启动对应的负载力矩较小,在速度逐渐增大的过程中,电机所对应的负载力矩也相应的增大,因此,摄像机云台向上摆动时,电机的负载转矩表现为逐渐增大的趋势,这恰好符合采用S型的组合加减速策略来对目标进行监控时,负载力矩在整个加减速过程中的变化趋势。
因此,摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况为负载力矩逐渐增大时,那么可以确定初始运动策略为第一运动策略,即S型的组合加减速策略。在摄像机云台采用该第一运动策略时,摄像机云台的加速度变化曲线可以呈现S形结构的变化趋势。
由于摄像机云台呈现阶梯形结构,且向下摆动时,电机的负载转矩表现为逐渐减小的趋势,这恰好符合采用指数+S型的组合加减速策略来对目标进行监时,负载转矩在整个加减速过程中的变化趋势,因此,在摄像机云台属于设定结构类型,即属于阶梯形结构时,可以采用指数+S型的组合加减速策略来对目标进行监控。
也就是说,若摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况为负载力矩逐渐减小,则可以确定初始运动策略为第二运动策略,即指数+S型的组合加减速策略。进而使得摄像机云台采用该第二运动策略所对应的速度变化曲线在运动切换点之前呈现指数结构,在运动切换点之后呈现S形结构;其中,运动切换点为摄像机云台在执行一运动策略中运动规律发生改变的点。
步骤602:基于初始运动策略,控制摄像机云台进行转动。
在确定好初始运动策略之后,便可以采用该初始运动策略,控制摄像机云台进行转动,以对监控目标进行追踪监控。例如,需要对机场中起飞的客机1进行监控,确定出初始运动策略为指数+S型的组合加减速策略,那么,在确定指数+S型的组合加减速策略好为初始运动策略之后,执行该指数+S型的组合加减速策略,控制摄像机云台进行转动,以对客机1进行追踪监控。
步骤603:基于摄像机云台按照初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定摄像机云台失步时所处的运动阶段。
由于影响摄像机云台监控准确性的最直接的因素就是电机失步,因此,可以通过判断电机具体在那一运动阶段中产生失步,进而具体调整对应运动阶段的运动策略,来使运动策略更加符合所要监控的目标的实际运动情况。
进而,在本申请实施例中,在摄像机云台按照初始运动策进行执行的过程中,可以根据在每一时刻摄像机云台所转动的实际转动角度,与基于初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,来确定摄像机云台失步时所处的运动阶段。
当然,若是确定摄像机云台在执行初始运策略的整个过程中,均未发生失步,那么也可以不对初始策略进行任何调整。
步骤604:基于摄像机云台失步时所处的运动阶段,对初始运动策略进行调整,获取调整后的运动策略。
在本申请实施例中,可以根据失步所处的具体运动阶段,将获取调整后的运动策略具体分为如下3种情况:
第一种情况:加速阶段失步
在加速阶段中,由于转动力矩不够,使得电机的转子和定子之间的摩擦力不均匀,从而会产生失步情况。那么为了使加速阶段不易发生失步,就需要增大加速阶段中的启动力矩,而指数型加减速策略恰好在加速阶段过程中,所对应的转动力矩较大,且利用率较高。因此,摄像机云台失步时所处的运动阶段为加速阶段时,可将初始运动策略中加速阶段对应的部分策略调整为第三运动策略中加速阶段对应的部分策略,以获得调整后的运动策略。
例如,如图9所示,为本申请实施例提供的调整运动策略的一种示意图,其中,摄像机云台所执行的初始运动策略为S型加减速策略,在执行S型加减速策略过程中,在加速阶段发生了失步情况,因此,将S型加减速策略中加速阶段所对应的部分策略调整为指数型加减速策略中加速阶段对应的部分策略,如图9所示,在加速阶段中,速度变化曲线由凹曲线变为了凸曲线。
第二种情况:匀速阶段失步
在匀速阶段中,若匀速转动的转动速度过大,而云台的转动力矩较小,即转动速度与转动力矩不匹配时,会产生失步的情况。此时,只需要适当降低最大速度即可。因此,在摄像机云台失步时所处的运动阶段为匀速阶段时,可以降低摄像机云台的最大转动速度,以获得调整后的运动策略。
例如,如图10所示,为本申请实施例提供的调整运动策略的另一种示意图,其中,摄像机云台所执行的初始运动策略为指数型加减速策略,在执行指数型加减速策略过程中,在匀速阶段发生了失步情况,因此,便需要将降低摄像机云台的最大转动速度,如图10所示,摄像机云台的最大转动速度,由Vmax降为了V1。其中,速度降低幅度可以由经验值来进行确定,例如,减小最大速度的10%。
第三种情况:减速阶段失步
在减速阶段中,由于减速过快不稳、减速初期转动力矩不够,从而可能会导致电机发生失步的情况。那么为了使减速阶段不易发生失步,就需要加快减速阶段的速度收敛,且增大减速阶段的起始力矩,,而指数+S型的组合加减速策略恰好在加速阶段过程中,速度收敛快,起始力矩大。因此,在确定摄像机云台失步时所处的运动阶段为减速阶段时,可以将初始运动策略中减速阶段对应的部分策略调整为第一运动策略中减速阶段对应的部分策略,以获得调整后的运动策略。
例如,如图11所示,为本申请实施例提供的调整运动策略的另一种示意图,其中,摄像机云台所执行的初始运动策略为指数型加减速策略,在执行指数型加减速策略过程中,在减速阶段发生了失步情况,因此,将指数型加减速策略中减速阶段所对应的部分策略调整为S型加减速策略中减速阶段对应的部分策略,如图11所示,在减速阶段中,速度变化由以指数形式降低变为了先缓慢降低再快速降低的形式,即,调整之后的运动策略变为了指数+S型的组合加减速策略了。
步骤605:在对第一监控目标同类型的监控目标进行监控时,基于调整后的运动策略,控制摄像机云台进行转动。
调整后的运动策略可以降低对上述监控目标进行跟踪时的失步概率,且相同类型的监控目标的运动规律比较一致,因此,便可使用该调整后的运动策略对与上述监控目标或者与其同类型的目标进行监控,以达到提高监控效果的目的。
例如,在对仓库中的载货小车A进行监控,确定初始运动策略为图14所示的指数型加减速策略,进行调整之后,变为指数+S型的组合加减速策略。那么,便可以采用该指数+S型的组合加减速策略对仓库中的载货小车B、载货小车C、载货小车D等等与载货小车A同类型的载货小车进行监控,或者,在载货小车A再次进入该摄像机的监控范围内,采用该指数+S型的组合加减速策略对载货小车A进行再次监控,以提高监控效果。
当然,若采用调整后的运动策略对目标进行监控,再次出现了电机失步的情况,那么,还可以再次根据失步的具体运动阶段,对调整后的运动策略进行再次调整,以获得更加完善的运动策略,进一步提高监控效果。
参见图12所示,为本申请实施例提供的摄像机云台控制方法的另一流程示意图。
步骤1201:确定处理器的使用率是否大于设定的使用率阈值。
在实际应用时,由于CPU资源占用率同样会影响摄像机云台对目标监控的准确性,因此,在本申请实施中,还可以根据CPU资源的使用率来确定初始运动策略。即,在基于摄像机云台的设备结构信息,确定摄像机云台的初始运动策略之前,可以根据处理器的使用率来确定初始运动策略。
步骤1202:在确定大于设定的使用率阈值时,基于摄像机云台的设备结构信息,确定摄像机云台的初始运动策略为第四运动策略。
在确定大于设定的使用率阈值时,可以确定初始运动策略为第四运动策略,即初始运动策略为梯形加减速策略。在摄像机云台采用第四运动策略时,摄像机云台的速度变化曲线可以呈现为梯形结构,即摄像机云台的速度以梯形形式进行变化。例如,设定的使用率阈值为70%,那么,在处理器的使用率大于70%时,便可以将梯形加减速策略确定为初始运动策略。
步骤1203:在确定不大于设定的使用率阈值时,确定摄像机云台是否属于设定结构类型。
例如,设定的使用率阈值为70%,那么,在处理器的使用率不大于70%时,即,CPU资源不是非常紧缺,那么便可以进一步根据摄像机云台的设备结构信息,来确定摄像机云台的初始运动策略。
步骤1204:在确定属于设定结构类型时,根据摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况,确定初始运动策略。
具体的,在一种可能的实施方式中,若确定属于设定结构类型,且摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况为负载力矩逐渐增大时,那么可以确定初始运动策略为第一运动策略,即S型的组合加减速策略。在摄像机云台采用该第一运动策略时,摄像机云台的加速度变化曲线可以呈现S形结构的变化趋势。
在另一种可能的实施方式中,若确定属于设定结构类型,且摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况为负载力矩逐渐减小,则可以确定初始运动策略为第二运动策略,即指数+S型的组合加减速策略。进而使得摄像机云台采用该第二运动策略所对应的速度变化曲线在运动切换点之前呈现指数结构,在运动切换点之后呈现S形结构;其中,运动切换点为摄像机云台在执行一运动策略中运动规律发生改变的点。
步骤1205:在确定不属于设定结构类型时,确定摄像机云台是否设置目标跟踪功能。
在实际应用时,由于所采用的摄像机云台也有可能不属于设定结构类型,那么在确定摄像机云台不属于设定结构类型时,就需要采用其他方式来确定初始运动策略。而由于需不需要对目标进行跟踪(需要对目标进行跟踪时,摄像头云台随着监控目标的移动而进行转动;而不需要对目标进行跟踪时,摄像头云台则依旧按照原始运动方式进行转动,例如,原来正在向右转动进行巡航,在检测到有向左移动的监控目标进行监控区域时,摄像头云台依旧还是按照原始的向右进行巡航)、摄像机云台的运动参数信息、摄像机的镜头倍率以及摄像机云台所处场景的场景信息等都会对初始运动策略的确定产生影响。
步骤1206:在确定已设置目标跟踪功能时,根据摄像机云台的运动参数信息和摄像机的镜头倍率,确定初始运动策略。
在确定摄像机云台不属于设定结构类型,以及摄像机云台已经设置了目标跟踪功能,即需要对目标进行跟踪时,可以根据摄像机云台的运动参数信息和摄像机的镜头倍率,来确定初始运动策略;其中,运动参数信息可以用于指示云台进行转动时所产生的各类参数。
在本申请实施例中,运动参数信息可以为摄像机云台的转动速度或者电机的转动速度。下面以运动参数信息为摄像机云台的转动速度为例。在根据摄像机云台的转动速度和摄像机的镜头倍率,来确定初始运动策略时,具体可以细分为如下3种情况:
第一种情况:在转动速度大于设定的转动速度阈值时,可以确定初始运动策略为第二运动策略,即指数+S型的组合加减速策略。
例如,可以将转动速度阈值设置为90度/秒,镜头倍率阈值设置为1.5倍,那么,在检测到摄像机云台的转动速度大于90度/秒,且镜头倍率大于1.5倍时,可以将指数+S型的组合加减速策略确定为初始运动策略。或者,在检测到摄像机云台的转动速度大于90度/秒,且镜头倍率不大于1.5倍时,同样可以将指数+S型的组合加减速策略确定为初始运动策略。
第二种情况:在确定转动速度不大于设定的转动速度阈值,以及镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,可以确定初始运动策略为第一运动策略,即S型加减速策略。
继续沿用上述例子,那么,在检测到摄像机云台的转动速度不大于90度/秒,但是镜头倍率大于1.5倍时,可以确定初始运动策略为S型加减速策略。
第三种情况:在确定转动速度不大于转动速度阈值,以及镜头倍率不大于镜头倍率阈值时,可以确定初始运动策略为第三运动策略,即指数型加减速策略。
在摄像机云台采用第三运动策略时,该摄像机云台的加速度变化曲线可以呈现为指数结构,即摄像机云台的加速度以指数形式进行变化。
继续沿用上述例子,那么,在检测到摄像机云台的转动速度不大于90度/秒,并且镜头倍率同样大于1.5倍时,可以确定初始运动策略为指数型加减速策略。
步骤1207:在确定未设置目标跟踪功能时,根据摄像机云台所处场景的场景信息和摄像机的镜头倍率,确定初始运动策略。
在实际应用时,针对巡航、线扫或精确定位等业务场景,由于对转动速度要求不高,但是对目标监视精度要求高,因此,需要更加稳定不失步的加减速策略。并且由于在雨天、大风天以及雪天等天气情况下,可能会使摄像机云台的某段运动路程所对应的负载转矩变大,进而导致电机失步,影响摄像机云台的监控效果。
因此,在确定摄像机云台不属于设定结构类型,以及摄像机云台未设置目标跟踪功能,即不需要对目标进行跟踪时,可以根据摄像机云台所处场景的场景信息和摄像机的镜头倍率,来确定初始运动策略。
在本申请实施例中,场景信息是指摄像机所处场景的天气方面的信息。具体的可以通过湿度传感器或者水位传感器等来确定天气恶劣的程度,或者对摄像机所采集的图像进行图像处理来分析确定当前场景属于什么天气,例如,可以为雨天、雪天、大风天以及晴天等。
进一步的,根据摄像机云台所处场景的场景信息和摄像机的镜头倍率,来确定初始运动策略,具体可以细分为如下3种情况:
第一种情况:在确定镜头倍率不大于设定的镜头倍率阈值时,确定初始运动策略为第三运动策略。
例如,可以将转动速度阈值设置为90度/秒,预设场景为雨天,那么,在检测到摄像机云台的转动速度不大于90度/秒,且摄像机云台当前所处场景为雨天时,可以将指数型加减速策略确定为初始运动策略。或者,在检测到摄像机云台的转动速度不大于90度/秒,且摄像机云台当前所处场景不为雨天时,同样可以将指数型加减速策略确定为初始运动策略。
第二种情况:在镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值,且场景信息指示为预设场景时,确定初始运动策略为第三运动策略。
继续沿用上述例子,那么,在检测到摄像机云台的转动速度大于90度/秒,且摄像机云台当前所处场景为雨天时,可以将指数型加减速策略确定为初始运动策略。
第三种情况:在确定镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,且场景信息不指示预设场景时,确定初始运动策略为第一运动策略。
继续沿用上述例子,那么,在检测到摄像机云台的转动速度大于90度/秒,但是摄像机云台当前所处场景不为雨天时,可以将S型加减速策略确定为初始运动策略。
步骤1208:确定摄像机云台按照初始运动策略进行执行时,是否发生失步。在本申请实例中,可以通过如图13所示,判断失步运动阶段的流程示意图,来具体判断出电机失步的运动阶段,该流程介绍如下:
步骤1301:分别基于摄像机云台按照初始运动策略执行时所对应的预估速度,获得相应的预估速度变化曲线。
在执行初始运动策略时,摄像机云台可以根据初始运动策略所对应的预估速度(即,根据初始运动策略所计算出的速度),可以获取到该初始运动策略对应的预估速度变化曲线。
步骤1302:从预估速度变化曲线中,相应确定出多个预估速度点。
如图14所示,为初始运动策略为指数型加减速策略时的速度变化曲线的对比示意图,在摄像机云台运动的整个时间段内,可按照等时间间距的方式获取10个速度点对,具体的,在加速阶段存在3个预估速度点,分别为预估速度点1、预估速度点2以及预估速度点3,在匀速阶段存在4个预估速度点,分别为预估速度点4、预估速度点5、预估速度点6以及预估速度点7,在减速阶段存在3个预估速度点,分别为预估速度点8、预估速度点9以及预估速度点10。
当然,在实际应用中,对于预估速度点的数量并不进行限制。
步骤1303:基于速度与转动角度之间的对应关系,确定每一预估速度点所对应的实际预估转动角度,以及每一预估速度点所处时刻所对应的实际转动角度。
由于摄像机云台的转动速度与摄像机云台的转动角度之间存在一定的转换关系,因此,在本申请实施中,可以基于速度与转动角度之间的对应关系,来确定每一预估速度所对应的预估转动角度Sref。
在本申请实施中,在摄像机云台中设置有编码器,且由于编码器的计数值与摄像机云台的转动角度之间同样存在转换关系,例如,编码器的计数范围为(1,1024),摄像机云台的转动角度范围为(0,360度),那么,每一计数值加1,可对应于摄像机云台又转动了360/1024度。
因此,可以通过编码器的计数值来确定摄像机云台在每一预估速度点所处时刻所对应的实际转动角度Eref。
步骤1304:基于每一时刻所对应的实际转动角度和预估转动角度,确定所述每一时刻所对应的角度差值。
例如,对于预估速度点1来说,假设,预估速度点1所处时刻1所对应的预估转动角度为22度,且在所处时刻所对应的实际转动角度为20度,那么,预估速度点1所对应的角度差值为|22度-30度|=2度。
步骤1305:基于每一时刻所对应的角度差值是否大于设定的角度阈值,确定所述摄像机云台发生失步时所处的运动阶段。
在本申请实施例中,摄像机云台的运动阶段可以包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段。进而,在确定出每一时刻所对应的角度差值之后,可以基于每一时刻所对应的角度差值是否大于设定的角度阈值,来具体确定摄像机云台发生失步时所处的运动阶段。
例如,假设设定的角度阈值为1.5度,而摄像机云台的实际速度运动变化曲线和预估速度变化曲线,如图14所示的,且等时间间距获取的10个预估速度点的角度差值如下:
在加速阶段中:预估速度点1所处时刻1所对应的角度差值为2度;
预估速度点2所处时刻2所对应的角度差值为1.8度;
预估速度点3所处时刻3所对应的角度差值为0.5度。
在匀速阶段中:预估速度点4所处时刻4所对应的角度差值为0.2度;
预估速度点5所处时刻5所对应的角度差值为0.1度;
预估速度点6所处时刻6所对应的角度差值为0度;
预估速度点7所处时刻7所对应的角度差值为0.1度。
在减速阶段中:预估速度点8所处时刻8所对应的角度差值为0.1度;
预估速度点9所处时刻9所对应的角度差值为0.2度;
预估速度点10所处时刻10所对应的角度差值为0.1度。
可见,在摄像机云台的整个运动过程中,仅有加速阶段中的时刻1和时刻2的角度差值大于1.5度,所以,可以确定在执行初始运动策略过程中,摄像机云台在加速阶段发生了失步情况。
进一步的,为了避免摄像机云台的转动速度因意外而发生突变,进而错误判断失步的运动阶段,可以对每一运动阶段中角度差值大于设定的角度阈值的预估速度点的数量进行设置,例如,只有当加速阶段中角度差值大于1.5度的预估速度点的数量占加速阶段中总预估速度点数量的60%时,才能确定该加速阶段发生了失步。
步骤1209:在确定摄像机云台发生失步,基于摄像机云台失步时所处的运动阶段,对初始运动策略进行调整,以获取调整后的运动策略。
具体的,在确定摄像机云台失步时所处的运动阶段为加速阶段时,可将初始运动策略中加速阶段对应的部分策略调整为第三运动策略中加速阶段对应的部分策略,以获得调整后的运动策略。
在确定摄像机云台失步时所处的运动阶段为匀速阶段时,可以降低摄像机云台的最大转动速度,以获得调整后的运动策略。
在确定摄像机云台失步时所处的运动阶段为减速阶段时,可以将初始运动策略中减速阶段对应的部分策略调整为第一运动策略中减速阶段对应的部分策略,以获得调整后的运动策略。
调整后的运动策略可以降低对上述监控目标进行跟踪时的失步概率,且相同类型的监控目标的运动规律比较一致,因此,便可使用该调整后的运动策略对与上述监控目标或者与其同类型的目标进行监控,以达到提高监控效果的目的。
综上所述,在本申请实施例中,可以先根据摄像机云台的结构,确定出一个初始运动策略,并通过执行该初始运动策略,来确定该初始运动策略在监控过程中是否存在失步现象,进而根据发生失步的运动阶段来调整初始运动策略,以获取调整后的运动策略,采用该调整后的运动策略进行监控,进而降低后续转动过程中摄像机云台再次发生失步的概率,以提升提高摄像机的监控效果。
如图15所示,基于同一发明构思,本申请实施例提供一种摄像机云台控制装置150,该装置包括:
第一确定单元1501,用于在第一监控目标进入摄像机的监控区域时,基于摄像机云台的设备结构信息,确定摄像机云台对监控目标进行监控采用的初始运动策略;
控制单元1502,用于基于初始运动策略,控制摄像机云台进行转动;
第二确定单元1503,用于基于摄像机云台按照初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定摄像机云台失步时所处的运动阶段;
获取单元1504,用于在对第一监控目标同类型的监控目标进行监控时,基于调整后的运动策略,对初始运动策略进行调整,获取调整后的运动策略;
该控制单元1502,还用于基于调整后的运动策略,控制摄像机云台进行转动。
可选的,第一确定单元1501,具体用于:
根据设备结构信息,确定摄像机云台是否属于设定结构类型;其中,当摄像机云台为设定结构类型时,摄像机云台在转动过程中所对应的重心点发生移动;
在确定摄像机云台属于设定结构类型时,确定摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况;
若变化情况为负载力矩逐渐增大,则确定初始运动策略为第一运动策略;其中,采用第一运动策略时,摄像机云台的加速度变化曲线呈现S形结构;
若变化情况为负载力矩逐渐减小,则确定初始运动策略为第二运动策略;其中,采用第二运动策略时,摄像机云台的速度变化曲线在运动切换点之前呈现指数结构,在运动切换点之后呈现S形结构;其中,运动切换点为摄像机云台在执行一运动策略中运动规律发生改变的点。
可选的,第一确定单元1501,具体还用于:
在确定摄像机云台不属于设定结构类型,且摄像机云台已设置目标跟踪功能时,根据摄像机云台的运动参数信息和摄像机的镜头倍率,确定初始运动策略;或者,
在确定摄像机云台不属于设定结构类型,且摄像机云台未设置目标跟踪功能时,根据摄像机云台所处场景的场景信息和摄像机的镜头倍率,确定初始运动策略。
可选的,第一确定单元1501,具体还用于:
在转动速度大于设定的转动速度阈值时,确定初始运动策略为第二运动策略;或者,
在确定转动速度不大于设定的转动速度阈值,且镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,确定初始运动策略为第一运动策略;或者,
在确定转动速度不大于转动速度阈值,且镜头倍率不大于镜头倍率阈值时,确定初始运动策略为第三运动策略;其中,采用第三运动策略时,摄像机云台的加速度变化曲线呈现指数结构。
可选的,第一确定单元1501,具体还用于:
在确定镜头倍率不大于设定的镜头倍率阈值时,确定初始运动策略为第三运动策略;或者,
在镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值,且场景信息指示预设场景时,确定初始运动策略为第三运动策略;或者,
在确定镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,且场景信息不指示预设场景时,确定初始运动策略为第一运动策略。
可选的,在基于摄像机云台的设备结构信息,确定摄像机云台的初始运动策略之前,第一确定单元1501,具体还用于:
确定处理器的使用率是否大于设定的使用率阈值;
在确定大于设定的使用率阈值时,确定初始运动策略为第四运动策略;其中,采用第四运动策略时,摄像机云台的速度变化曲线呈现梯形结构;或者,
在确定不大于设定的使用率阈值时,根据摄像机云台的设备结构信息,确定摄像机云台的初始运动策略。
可选的,第二确定单元1503,具体用于:
基于摄像机云台按照初始运动策略执行时所对应的预估速度,获得相应的预估速度变化曲线;
从预估速度变化曲线中,相应确定出多个预估速度点;
基于速度与转动角度之间的对应关系,确定每一预估速度点所对应的实际预估转动角度,以及每一预估速度点所处时刻所对应的实际转动角度;
基于每一时刻所对应的实际转动角度和预估转动角度,确定每一时刻所对应的角度差值;
基于每一时刻所对应的角度差值是否大于设定的角度阈值,确定摄像机云台发生失步时所处的运动阶段;其中,运动阶段包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段。
可选的,获取单元1504,具体用于:
在确定摄像机云台失步时所处的运动阶段为加速阶段时,确定将加速阶段对应的初始运动策略调整为第三运动策略,并获得调整后的运动策略;或者,
在确定摄像机云台失步时所处的运动阶段为匀速阶段时,确定降低摄像机云台的最大转动速度,并获取调整后的运动策略;或者,
在确定摄像机云台失步时所处的运动阶段为减速阶段时,确定将减速阶段对应的初始运动策略调整为第一运动策略,并获得调整后的运动策略。
该装置可以用于执行图6~图14所示的实施例中所述的方法,因此,对于该装置的各功能模块所能够实现的功能等可参考图6~图14所示的实施例的描述,不多赘述。
请参见图16,基于同一技术构思,本申请实施例还提供了一种计算机设备160,可以包括存储器1601和处理器1602。
所述存储器1601,用于存储处理器1602执行的计算机程序。存储器1601可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。处理器1602,可以是一个中央处理单元(central processing unit,CPU),或者为数字处理单元等等。本申请实施例中不限定上述存储器1601和处理器1602之间的具体连接介质。本申请实施例在图16中以存储器1601和处理器1602之间通过总线1603连接,总线1603在图16中以粗线表示,其它部件之间的连接方式,仅是进行示意性说明,并不引以为限。所述总线1603可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图16中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器1601可以是易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random-access memory,RAM);存储器1601也可以是非易失性存储器(non-volatilememory),例如只读存储器,快闪存储器(flash memory),硬盘(hard disk drive,HDD)或固态硬盘(solid-state drive,SSD)、或者存储器1601是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。存储器1601可以是上述存储器的组合。
处理器1602,用于调用所述存储器1601中存储的计算机程序时执行如图6~图14所示的实施例中设备所执行的方法。
在一些可能的实施方式中,本申请提供的方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在计算机设备上运行时,所述程序代码用于使所述计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的方法中的步骤,例如,所述计算机设备可以执行如图6~图14所示的实施例中所述的方法。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。或者,本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
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 (11)
1.一种摄像机云台控制方法,其特征在于,所述方法包括:
在第一监控目标进入摄像机的监控区域时,基于所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台对所述监控目标进行监控采用的初始运动策略;
基于所述初始运动策略,控制所述摄像机云台进行转动;
基于所述摄像机云台按照所述初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于所述初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段;
基于所述摄像机云台失步时所处的运动阶段,对所述初始运动策略进行调整,获得调整后的运动策略;
在对所述第一监控目标同类型的监控目标进行监控时,基于所述调整后的运动策略,控制所述摄像机云台进行转动。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台对所述监控目标进行监控采用的初始运动策略,包括:
根据所述设备结构信息,确定所述摄像机云台是否属于设定结构类型;其中,当所述摄像机云台为所述设定结构类型时,所述摄像机云台在转动过程中所对应的重心点发生移动;
在确定所述摄像机云台属于设定结构类型时,确定所述摄像机云台在其转动方向上负载力矩的变化情况;
若所述变化情况为负载力矩逐渐增大,则确定所述初始运动策略为第一运动策略;其中,采用所述第一运动策略时,所述摄像机云台的加速度变化曲线呈现S形结构;
若所述变化情况为负载力矩逐渐减小,则确定所述初始运动策略为第二运动策略;其中,采用所述第二运动策略时,所述摄像机云台的速度变化曲线在运动切换点之前呈现指数结构,在运动切换点之后呈现S形结构;其中,所述运动切换点为所述摄像机云台在执行一运动策略中运动规律发生改变的点。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在根据所述设备结构信息,确定所述摄像机云台是否属于设定结构类型之后,所述方法还包括:
在确定所述摄像机云台不属于设定结构类型,且所述摄像机云台已设置目标跟踪功能时,根据所述摄像机云台的运动参数信息和所述摄像机的镜头倍率,确定所述初始运动策略;或者,
在确定所述摄像机云台不属于设定结构类型,且所述摄像机云台未设置目标跟踪功能时,根据所述摄像机云台所处场景的场景信息和所述摄像机的镜头倍率,确定所述初始运动策略。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述运动参数信息为所述摄像机云台的转动速度,则所述根据所述摄像机云台的运动参数信息和所述摄像机的镜头倍率,确定所述初始运动策略,包括:
在所述转动速度大于设定的转动速度阈值时,确定所述初始运动策略为所述第二运动策略;或者,
在确定所述转动速度不大于设定的转动速度阈值,且所述镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,确定所述初始运动策略为所述第一运动策略;或者,
在确定所述转动速度不大于所述转动速度阈值,且所述镜头倍率不大于所述镜头倍率阈值时,确定所述初始运动策略为第三运动策略;其中,采用所述第三运动策略时,所述摄像机云台的加速度变化曲线呈现指数结构。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述摄像机云台所处场景的场景信息和所述摄像机的镜头倍率,确定所述初始运动策略,包括:
在确定所述镜头倍率不大于设定的镜头倍率阈值时,确定所述初始运动策略为所述第三运动策略;或者,
在所述镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值,且所述场景信息指示预设场景时,确定所述初始运动策略为所述第三运动策略;或者,
在确定所述镜头倍率大于设定的镜头倍率阈值时,且所述场景信息不指示预设场景时,确定所述初始运动策略为所述第一运动策略。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在基于所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台的初始运动策略之前,所述方法还包括:
确定处理器的使用率是否大于设定的使用率阈值;
在确定大于设定的使用率阈值时,确定所述初始运动策略为第四运动策略;其中,采用所述第四运动策略时,所述摄像机云台的速度变化曲线呈现梯形结构;或者,
在确定不大于设定的使用率阈值时,根据所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台的初始运动策略。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述摄像机云台按照所述初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于所述初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段,包括:
基于所述摄像机云台按照所述初始运动策略执行时所对应的预估速度,获得相应的预估速度变化曲线;
从所述预估速度变化曲线中,相应确定出多个预估速度点;
基于速度与转动角度之间的对应关系,确定每一预估速度点所对应的实际预估转动角度,以及每一预估速度点所处时刻所对应的实际转动角度;
基于每一时刻所对应的实际转动角度和预估转动角度,确定所述每一时刻所对应的角度差值;
基于所述每一时刻所对应的角度差值是否大于设定的角度阈值,确定所述摄像机云台发生失步时所处的运动阶段;其中,所述运动阶段包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述基于所述摄像机云台失步时所处的运动阶段,对所述初始运动策略进行调整,获得调整后的运动策略,包括:
在确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段为加速阶段时,确定将所述加速阶段对应的所述初始运动策略调整为所述第三运动策略,并获得调整后的运动策略;或者,
在确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段为匀速阶段时,确定降低所述摄像机云台的最大转动速度,并获取调整后的运动策略;或者,
在确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段为减速阶段时,确定将所述减速阶段对应的所述初始运动策略调整为所述第一运动策略,并获得调整后的运动策略。
9.一种摄像机云台控制装置,其特征在于,所述装置包括:
第一确定单元,用于在第一监控目标进入摄像机的监控区域时,基于所述摄像机云台的设备结构信息,确定所述摄像机云台对所述监控目标进行监控采用的初始运动策略;
控制单元,用于基于所述初始运动策略,控制所述摄像机云台进行转动;
第二确定单元,用于基于所述摄像机云台按照所述初始运动策略执行过程中,在每一时刻所转动的实际转动角度,与基于所述初始运动策略确定的相应时刻的预估转动角度,确定所述摄像机云台失步时所处的运动阶段;
获取单元,用于在对所述第一监控目标同类型的监控目标进行监控时,基于所述调整后的运动策略,对所述初始运动策略进行调整,获取调整后的运动策略;
所述控制单元,还用于基于所述调整后的运动策略,控制所述摄像机云台进行转动。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
11.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,该计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
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