CN113747039A - 图像采集方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种图像采集方法及装置。本申请实现了第一图像采集设备和第二图像采集设备联动抓拍时，第二图像采集设备的当前预置位并非是像现有方案中每次从第二图像采集设备的初始预置位开始转动调整，而是借助对各对象的历史运动轨迹调整，这相比现有方案中从第二图像采集设备的初始预置位开始转动调整，大大减少了第二图像采集设备在调整预置位时的转动角度，降低第二图像采集设备的转动负荷，延长第二图像采集设备的使用寿命。

Description

图像采集方法及装置

技术领域

本申请涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种图像采集方法及装置。

背景技术

通过枪机可以监控较大场景下的全局区域，而通过球机则可以捕捉到对象的细节信息，基于此现有技术中提出枪机和球机联动实现视频监控的方案。在该方案中，当枪机在监测区域中发现目标对象之后，则触发球机从当前预置位转动一定角度以抓拍该目标对象的图像。

然而，在目前的方案中，球机的初始预置位是固定的，即球机每次都是从同一预置位开始转动，这就容易导致球机每次都需转动一个较大的角度才可实现与枪机进行联动抓拍，进而容易导致球机的转动负荷较大，降低球机的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种图像采集方法及装置，以解决现有技术中，球机与枪机进行联动抓拍时球机每次从固定的初始预置位转动而导致的增大球机的转动负荷，降低球机使用寿命的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种图像采集方法，应用于第一图像采集设备，所述方法包括：

在确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位时，获取所述第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹，依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位；

在确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备时，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述第二图像采集设备抓拍图像。

在一实施例中，所述确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位包括：

当接收到外部输入的预置位调整指令时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位；或者，

当检测到预设的预置位调整周期到达时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位。

在一实施例中，所述依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位，包括：

依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置；所述目标位置至各对象的历史运动轨迹的距离的平方和最小，或者，所述目标位置与各对象的历史运动轨迹上轨迹点的距离之和最小；

依据所述目标位置调整所述第二图像采集设备的当前预置位。

在一实施例中，所述依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置，包括：

确定第一函数表达式，所述第一函数表达式用于指示所述监测区域上任一点位置到各历史运动轨迹的距离的平方和，或者，用于指示所述监测区域上任一点位置与各历史运动轨迹上轨迹点之间的距离之和；所述点位置由水平坐标值x、垂直坐标值y表示；

对所述第一函数表达式进行最小化处理，得到至少一组目标坐标对；每一目标坐标对由水平坐标值x₀和垂直坐标值y₀表示，所述x₀、y₀分别为在所述第一函数表达式取最小值时所述x对应的值，所述y对应的值；

将所述监测区域中与其中一组目标点坐标对所对应的点位置确定为所述目标位置。

在一实施例中，所述确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备，包括：

当在所述第一图像采集设备的监测区域中检测到目标对象时，依据所述目标对象的运动方向和运动速度，预测所述目标对象在所述监测区域中的预测运动轨迹；

确定所述预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点；所述指定位置为所述第二图像采集设备的当前预置位映射至所述监测区域对应的第一坐标系中的位置，所述第二图像采集设备的当前预置位应用于第二坐标系；

依据所述目标对象的运动速度，预测所述目标对象运动至所述目标轨迹点时的预测时间；当所述预测时间到达时，确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备。

在一实施例中，所述确定预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点，包括：

从所述监测区域中的指定位置开始向所述预测运动轨迹做垂直线，将所述垂直线与所述预测运动轨迹的交点确定为所述目标轨迹点。

在一实施例中，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述图像采集设备抓拍图像，包括：

确定目标对象在所述第一图像采集设备对应的第三坐标系中的第一坐标信息；

依据预先标定的变换矩阵将所述第一坐标信息转换为所述第二图像采集设备对应的第二坐标系中的第二坐标信息，所述变换矩阵为所述第三坐标系和第二坐标系进行变换的矩阵；

依据所述第二坐标信息确定所述第二图像采集设备在当前预置位下采集所述目标对象时需要转动的目标角度；

控制所述第二图像采集设备转动所述目标角度以抓拍所述目标对象的图像。

在一实施例中，所述第一图像采集设备为枪型摄像机；所述第二图像采集设备为球型摄像机。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种图像采集设备，所述装置包括：

轨迹获取模块，用于在确定调整与第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位时，获取所述第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹；

预置位调整模块，用于依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位；

抓拍控制模块，用于在确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备时，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述图像采集设备抓拍图像。

在一实施例中，所述轨迹获取模块确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位，包括：

当接收到外部输入的预置位调整指令时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位；或者，

当检测到预设的预置位调整周期到达时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位。

在一实施例中，所述预置位调整模块依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位，包括：

依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置；所述目标位置至各对象的历史运动轨迹的距离的平方和最小，或者，所述目标位置与各对象的历史运动轨迹上轨迹点的距离之和最小；

依据所述目标位置调整所述第二图像采集设备的当前预置位。

在一实施例中，所述预置位调整模块依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置，包括：

确定第一函数表达式，所述第一函数表达式用于指示所述监测区域上任一点位置到各历史运动轨迹的距离的平方和，或者，用于指示所述监测区域上任一点位置与各历史运动轨迹上轨迹点之间的距离之和；所述点位置由水平坐标x、垂直坐标y表示；

对所述第一函数表达式进行最小化处理，得到至少一组目标坐标对；每一目标坐标对由水平坐标值x₀和垂直坐标值y₀表示，所述x₀、y₀分别为在所述第一函数表达式取最小值时所述x对应的值，所述y对应的值；

将所述监测区域中与其中一组目标点坐标对所对应的点位置确定为所述目标位置。

在一实施例中，所述抓拍控制模块确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备，包括：

当在所述第一图像采集设备的监测区域中检测到目标对象时，依据所述目标对象的运动方向和运动速度，预测所述目标对象在所述监测区域中的预测运动轨迹；

确定所述预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点；所述指定位置为所述第二图像采集设备的当前预置位映射至所述监测区域对应的第一坐标系中的位置，所述第二图像采集设备的当前预置位应用于第二坐标系；

依据所述目标对象的运动速度，预测所述目标对象运动至所述目标轨迹点时的预测时间；当所述预测时间到达时，确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备。

在一实施例中，所述抓拍控制模块确定预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点，包括：

从所述监测区域中的所述指定位置开始向所述预测运动轨迹做垂直线，将所述垂直线与所述预测运动轨迹的交点确定为所述目标轨迹点。

在一实施例中，所述抓拍控制模块基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述图像采集设备抓拍图像，包括：

确定目标对象在所述第一图像采集设备对应的第一坐标系中的第一坐标信息；

依据预先标定的变换矩阵将所述第一坐标信息转换为所述第二图像采集设备对应的第二坐标系中的第二坐标信息，所述变换矩阵为所述第一坐标系和第二坐标系进行变换的矩阵；

依据所述第二坐标信息确定所述第二图像采集设备在当前预置位下采集所述目标对象时需要转动的目标角度；

控制所述第二图像采集设备转动所述目标角度以抓拍所述目标对象的图像。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种图像采集设备，所述设备包括可读存储介质和处理器；

其中，所述可读存储介质，用于存储机器可执行指令；

所述处理器，用于读取所述可读存储介质上的所述机器可执行指令，并执行所述指令以实现本申请实施例提供的图像采集方法的步骤。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的图像采集方法的步骤。

应用本申请实施例，通过依据第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹调整第二图像采集设备的当前预置位，在确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备时，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述第二图像采集设备抓拍图像，这实现了所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备联动抓拍时，所述第二图像采集设备的当前预置位并非是像现有方案那样每次从第二图像采集设备的初始预置位开始转动调整，而是借助对各对象的历史运动轨迹调整，这相比现有方案中从第二图像采集设备的初始预置位开始转动调整，大大减少了第二图像采集设备在调整预置位时的转动角度，降低第二图像采集设备的转动负荷，延长第二图像采集设备的使用寿命。

附图说明

图1为实现本申请提出的图像采集方法的系统架构示例图；

图2为应用本申请提出的图像采集方法的应用场景示意图；

图3为本申请一示例性实施例提供的一种图像采集方法的实施例流程图；

图4为本申请一示例性实施例提供的一种步骤302的实现流程；

图5为第一坐标系的示意图；

图6为本申请一示例性实施例提供的一种步骤303的实现流程；

图7为本申请一示例性实施例提供的一种步骤303的实现流程；

图8为应用本申请提出的图像采集方法的应用场景的另一示意图；

图9为本申请根据一示例性实施例示出的一种图像采集装置的实施例结构图；

图10为本申请根据一示例性实施例示出的一种图像采集设备的硬件结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

为便于理解，首先对实现本申请提出的图像采集方法的系统架构进行示例性说明：

如图1所示例的系统架构中包括第一图像采集设备110、第二图像采集设备120，以及网络130。

作为一个实施例，第一图像采集设备110可为枪型摄像机(以下简称枪机)，第二采集设备120可以为球型摄像机(以下简称球机)。比如，第一图像采集设备110、第二图像采集设备120可分别为枪球抓拍系统中的枪机、球机；或者，第一图像采集设备110、第二图像采集设备120分别为分布在两个相互独立的不同系统中的枪机、球机等，本实施例并不具体限定。

作为一个实施例，网络130则可用于在第一图像采集设备110和第二图像采集设备120之间实现通信链路，该通信链路可以包括无线链路、光纤、电缆等，本申请对此不做限制。

基于图1所示例的系统架构，图2示出了本申请提出的图像采集方法的一种示例性应用场景。

在图2中，假设第二图像采集设备120在初始的预置位下朝向正南方向，当一目标对象从点A所示位置进入监测区域时，第二图像采集设备120将在该初始的预置位下转动角度α以对该目标对象进行抓拍，待完成抓拍之后，第二图像采集设备120复位。之后，当另一目标对象从点B所示位置进入监测区域时，第二图像采集设备120再次在初始的预置位下转动角度β以对目标对象进行抓拍，并在完成抓拍之后再次复位。

由此可见，在图2所示例的应用场景中，如果大部分目标对象的运动轨迹都比较接近上述两个目标对象的运动轨迹，那么第二图像采集设备120每次都需转动一个较大的角度才能够对目标对象进行抓拍，这就导致第二图像采集设备120的转动负荷较大。

为解决上述问题，本申请提出一种如图3所示的图像采集方法，通过该方法可以实现第二图像采集设备在大部分情况下转动较小的角度即可对目标对象进行抓拍，从而降低第二图像采集设备的转动负荷，延长第二图像采集设备的使用寿命。

下面通过具体的实施例对本申请提出的图像采集方法进行说明：

请参见图3，为本申请一示例性实施例提供的一种图像采集方法的实施例流程图。该方法可应用于图1中所示例的第一图像采集设备110。可选地，第一图像采集设备110可为上述的枪机，比如为枪球抓拍系统中的枪机。对应地，下述的第二图像采集设备120可为球机，比如为枪球抓拍系统中的球机。

如图3所示，该方法可包括以下步骤：

步骤301、在确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位时，获取第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹。

为了便于理解，首先对“预置位”的概念进行说明：

如上描述，第二图像采集设备为球机。对于球机，其预置位是指：在预设的第二坐标系中的坐标信息，其中，该第二坐标系具有3个维度，分别为P、T、Z，P(Pan，简称P)表示球机的水平转动角度，T(Tilt，简称T)表示球机的垂直转动角度，Z(Zoom，简称Z)表示球机的观测倍率，因此，也可以将第二坐标系称为PTZ坐标系。

基于上面描述，则作为一个实施例，本步骤301中调整第二图像采集设备的当前预置位是指调整第二图像采集设备的水平转动角度和/或垂直转动角度，换言之，在一实施例中，在调整第二图像采集设备的预置位时，可以仅调整第二图像采集设备的水平转动角度和/或垂直转动角度，保持其观测倍率不变。

本步骤301中确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位有很多实现方式，比如：作为一个示例，本步骤301中确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位可由外部触发。基于此，本步骤301中确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位可包括：在接收到外部输入的预置位调整指令时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位。

再比如：作为另一个示例，本步骤301中确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位可周期实现，例如每隔24小时调整第二图像采集设备的当前预置位。基于此，本步骤301中确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位可包括：在检测到预设的预置位调整周期到达时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位。

需要说明的是，上述只是本步骤301中确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位的举例，并非用于限定。

作为一个示例，上述指定历史时段中的起始时间可为上一次确定调整与第二图像采集设备的预置位的时间，结束时间为当前时间。

作为一个示例，第一图像采集设备可以依据指定历史时段内采集到的图像确定第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的运动轨迹(以下称为历史运动轨迹)。在一个例子中，第一图像采集设备可以针对指定历史时段内采集到的图像应用目标跟踪算法，例如卡尔曼跟踪算法，确定在该指定历史时段内检测到的至少一个对象的运动轨迹。至于第一图像采集设备是如何确定在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹的，本申请不再赘述。

步骤302、依据各对象的历史运动轨迹调整第二图像采集设备的当前预置位。

在本申请实施例中，第一图像采集设备在确定当前满足预置位调整条件时，并不是盲目的调整第二图像采集设备的当前预置位，而是依据步骤301中获取到的至少一个对象的历史运动轨迹调整第二图像采集设备的当前预置位，以实现第二图像采集设备在当前预置位下对第一图像采集设备检测到的目标对象进行抓拍时，在大部分情况下仅转动一个较小的角度即可，从而降低第二图像采集设备的转动负荷，延长第二图像采集设备的使用寿命。

至于第一图像采集设备是如何依据步骤301中获取到的至少一个对象的历史运动轨迹调整第二图像采集设备的当前预置位的，下文中会有描述，这里暂不详述。

步骤303、在确定联动第一图像采集设备和第二图像采集设备时，基于第二图像采集设备的当前预置位控制图像采集设备抓拍图像。

可选地，本步骤303中确定联动第一图像采集设备和第二图像采集设备可借助预先配置的联动条件实现。比如，作为一个示例，这里的联动条件是指：第一图像采集设备在监测区域中检测到目标对象。换言之，当第一图像采集设备在监测区域中检测到目标对象时，确定联动条件满足，第一图像采集设备和第二图像采集设备需要联动。

再比如，由于通常情况下，目标对象自进入监测区域后处于移动状态，为实现在目标对象稳定时实现第一图像采集设备和第二图像采集设备联动，则作为另一示例，上述联动条件可为：第一图像采集设备可以在监测区域中检测到目标对象后等待一段时间。通过该种处理，可以进一步降低第二图像采集设备的转动负荷。至于第一图像采集设备是如何确定以下联动条件满足：监测区域中检测到目标对象并等待一段时间时，下文中会有描述，这里暂不详述。

至此，完成图3所示流程的相关描述。

由上述实施例可见，通过依据第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹调整第二图像采集设备的当前预置位，在确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备时，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述第二图像采集设备抓拍图像，这实现了所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备联动抓拍时，所述第二图像采集设备的当前预置位并非是像现有方案那样每次从第二图像采集设备的初始预置位开始转动调整，而是借助对各对象的历史运动轨迹调整，这相比现有方案中从第二图像采集设备的初始预置位开始转动调整，大大减少了第二图像采集设备在调整预置位时的转动角度，降低第二图像采集设备的转动负荷，延长第二图像采集设备的使用寿命。

下面通过图4所示实施例描述第一图像采集设备如何依据步骤301中获取到的至少一个对象的历史运动轨迹调整第二图像采集设备的当前预置位：

请参见图4，为本申请一示例性实施例提供的一种步骤302的实现流程，包括以下步骤：

步骤401、依据各对象的历史运动轨迹从第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置。

作为一个实施例，上述目标位置满足以下条件：目标位置至各对象的历史运动轨迹的距离的平方和最小，或者，所述目标位置与各对象的历史运动轨迹上轨迹点的距离之和最小。

作为一个实施例，本步骤401中依据各对象的历史运动轨迹从第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置可包括以下步骤a至步骤c：

步骤a，确定第一函数表达式，所述第一函数表达式用于指示所述监测区域上任一点位置到各历史运动轨迹的距离的平方和，或者，用于指示所述监测区域上任一点位置与各历史运动轨迹上轨迹点之间的距离之和；所述点位置由水平坐标x、垂直坐标y表示。

以目标位置至各对象的历史运动轨迹的距离的平方和为例，下面描述如何确定第一函数表达式：

确定监测区域对应的坐标系(以下称第一坐标系)中任一点位置到各历史运动轨迹的距离，再对第一坐标系中任一点位置到各历史运动轨迹的距离的平方和进行计算，即得到上述第一函数表达式。

上述第一坐标系可以如图5所示，在图5中，监测区域对应的第一坐标系以监测区域的西南顶点为坐标原点，以朝东方向为水平(记为x轴)方向，以朝北方向为垂直(记为y轴)方向。应用于第一坐标系，上述的点位置由水平坐标x、垂直坐标值y表示。

需要说明的是，为便于确定第一坐标系中任一点位置到各历史运动轨迹的距离，可先利用直线拟合算法将该对象的历史运动轨迹拟合为上述第一坐标系中的一条直线。例如，如下述公式(一)所示的拟合后的直线示例：

A_ix+B_iy+1＝0 公式(一)

在上述公式(一)中，i∈(1,n)，n为步骤301中获取到的历史运动轨迹的数量。之后，再计算上述的点位置至拟合后的各直线的距离的平方和，下述公式(二)所示例的函数表达式(即上述的第一函数表达式)示出了第一坐标系中任一点位置到各历史运动轨迹的距离的平方和：

再以目标位置与各对象的历史运动轨迹上轨迹点的距离之和为例，首先确定各对象的历史运动轨迹上的各轨迹点在上述第一坐标系中的坐标值(x_j，y_j)，然后，设目标位置在第一坐标系中的坐标值为(x，y)，计算该目标位置到上述各轨迹点的距离之和，即得到上述的第一函数表达式。公式(三)示例出了第一函数表达式：

在上述公式(三)中，j∈(1,m)，m为所有历史运动轨迹上所有轨迹点的数量。

以上对第一函数表达式的确定进行了举例描述。需要说明的是，这只是一种举例，并非用于限定。

步骤b，对所述第一函数表达式进行最小化处理，得到至少一组目标坐标对；每一目标坐标对由水平坐标值x0和垂直坐标值y0表示，所述x0、y0分别为在所述第一函数表达式取最小值时所述x对应的值，所述y对应的值。

以第一函数表达式为上述的公式(二)为例，则可选地，对上述公式(二)进行最小化处理，例如对公式(二)求偏导并令其等于0，通过求解可以得到如下述公式(四)所示例的直线方程：

对于公式(四)所示例的直线方程所对应的直线上的任一点位置，记为上述的目标坐标对。

再以第一函数表达式为上述的公式(三)为例，则可选地，对上述公式(三)进行最小化处理，得到使公式(三)取得最小值时的至少一组目标坐标对。

步骤c，将所述监测区域中与其中一组目标点坐标对所对应的点位置确定为所述目标位置。

在上述步骤b中，有可能最终得到多个目标点坐标对。在此情况下，可选地，可从多个目标点坐标对中选择一个满足以下条件的目标点坐标对：对应的点位置距离监测区域的中心最近，将该满足条件的目标点坐标对所对应的点位置确定为所述目标位置。基于此，可选地，以公式(四)所示例的直线方程所对应的直线上任一点位置为上述的目标坐标对为例，则可将该直线方程与监测区域两个交点(分别称为第一交点(记为A)、第二交点(记为B))之间的中点(记为P)确定为上述满足件的目标点坐标对所对应的点位置(即上述目标位置)。

以上通过步骤a至步骤c实现了依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置。需要说明的是，这只是确定目标位置的一个举例，并非用于限定。

步骤402：依据目标位置调整第二图像采集设备的当前预置位。

由上述描述可知，目标位置位于监测区域中，且可以基于图5所示例的第一坐标系对目标位置进行坐标化表示，也即可以确定目标位置在第一坐标系中的坐标信息，之后，则可以利用预先标定出的第一坐标系和第二坐标系进行变换的变换矩阵，将目标位置在第一坐标系中的坐标信息变换至第二坐标系，得到第二坐标系下的坐标信息，依据该第二坐标系下的坐标信息调整第二图像采集设备的当前预置位。

可选的，上述第一坐标系和第二坐标系进行变换的变换矩阵可通过以下方式标定得出：

在监测区域中预设9个位置点，该9个位置点不共线，且尽量均匀分布在监测区域中。之后，确定该9个位置点在第一坐标系中的坐标信息，并通过第二图像采集装置分别对该9个位置点进行抓拍，记录下抓拍时的PT坐标值，然后，则可以建立如下公式(五)所示例的映射方程组，利用最小二乘法对该映射方程组进行求解，即可得到第一坐标系和第二坐标系进行变换的矩阵H₁。

至此，完成图4所示流程的相关描述。

通过图4所示流程，最终实现了第一图像采集设备如何依据步骤301中获取到的至少一个对象的历史运动轨迹调整第二图像采集设备的当前预置位。

下面通过图6所示实施例描述第一图像采集设备如何确定联动条件(即在监测区域中检测到目标对象并等待一段时间)满足：

请参见图6，为本申请一示例性实施例提供的一种步骤303的实现流程，包括以下步骤：

步骤601：当在第一图像采集设备的监测区域中检测到目标对象时，依据目标对象的运动方向和运动速度，预测目标对象在监测区域中的预测运动轨迹。

作为一个实施例，第一图像采集设备从监测区域中检测到目标对象时，可以通过目标跟踪算法，例如卡尔曼跟踪算法确定目标对象的运动速度和运动方向，并预测出目标对象在监测区域中的运动轨迹(以下称预测运动轨迹)。

作为一个示例，该预测运动轨迹表现为一条直线。

步骤602：确定预测运动轨迹上距离监测区域中指定位置最近的目标轨迹点。

首先说明，上述指定位置为第二图像采集设备的当前预置位映射至监测区域对应的第一坐标系中的位置。在应用中，可以通过上述第一坐标系和第二坐标系进行变换的变换矩阵，将第二图像采集设备的当前预置位映射至第一坐标系，得到的坐标信息即为指定位置在第一坐标系中的坐标信息。

作为一个实施例，可以从监测区域中的指定位置开始向预测运动轨迹做垂直线，将垂直线与预测运动轨迹的交点确定为预测运动轨迹上距离上述指定位置最近的目标点。

步骤603：依据目标对象的运动速度，预测目标对象运动至该目标轨迹点时的预测时间，当该预测时间到达时，确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备。

本领域技术人员可以理解的是，如果目标对象位于上述指定位置处，那么第二图像采集装置可以在当前预置位下抓拍该目标对象的图像，无需转动任何角度，进一步，由于该轨迹点距离上述指定位置最近，因此，如果目标对象位于该轨迹点处，那么第二图像采集装置可以在当前预置位下转动最小的角度即可抓拍该目标对象的图像。因此，则可以在目标对象到达上述轨迹点时再触发第二图像采集装置抓拍该目标对象的图像。

基于此，作为一个实施例，可以依据目标对象的运动速度，预测目标对象运动至轨迹点时的时间(以下称预测时间)，当该预测时间到达时，确定上述联动条件(在监测区域中检测到目标对象并等待一段时间)满足，需要联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备。

至此，完成图6所示流程的相关描述。

通过图6所示实施例可以进一步降低第二图像采集设备的转动负荷。

此外，由于上述描述的预测运动轨迹上距离监测区域中指定位置最近的轨迹点并非目标对象真实的轨迹点，因此，第二图像采集设备在对目标对象进行抓拍时，还是要在当前预置位下转动一定角度的。

下面则通过图7所示实施例描述如何基于第二图像采集设备的当前预置位控制第二图像采集设备抓拍图像：

请参见图7，为本申请一示例性实施例提供的一种步骤303的实现流程，包括以下步骤：

步骤701：确定目标对象在第一图像采集设备对应的第三坐标系中的第一坐标信息。

通常情况下，上述第三坐标系是指以第一图像采集设备为基准建立的世界坐标系，该第三坐标系可以以第一图像采集设备在地面上的投影点为原点，以垂直地面方向为Z轴方向，以平行于地面的平面为XOY平面。

在本步骤中，则可以依据第一图像采集设备在检测到目标对象时所采集的图像确定目标对象在第一图像采集设备对应的第三坐标系中的坐标信息(以下称第一坐标信息)。至于是如何依据第一图像采集设备在检测到目标对象时所采集的图像确定目标对象在第一图像采集设备对应的第三坐标系中的第一坐标信息的，本申请不再赘述。

步骤702：依据预先标定的变换矩阵将第一坐标信息转换为第二图像采集设备对应的第二坐标系中的第二坐标信息。

本步骤702中的变换矩阵为第三坐标系和第二坐标系进行变换的矩阵。作为一个实施例，可以在监测区域中预设9个位置点，该9个位置点不共线，且尽量均匀分布在监测区域中，之后，通过第一图像采集设备采集监测区域的图像，得到该9个位置点各自在第一图像采集设备对应的第三坐标系中的第一坐标信息。同时，通过第二图像采集装置分别对该9个位置点进行抓拍，并记录下抓拍时的PT坐标值，然后，则可以建立如下公式(六)所示例的映射方程组，利用最小二乘法对该映射方程组进行求解，即可得到第三坐标系和第二坐标系进行变换的矩阵H₂。

基于此，在本步骤702中，可以依据变换矩阵H₂将第一坐标信息转换为第二图像采集设备对应的第二坐标系中的第二坐标信息。

步骤703：依据第二坐标信息确定第二图像采集设备在当前预置位下采集目标对象时需要转动的目标角度。

由上述描述可知，第二坐标信息中包括P、T两个信息，分别表示第二图像采集设备的水平转动角度和垂直转动角度，因此，可以依据第二坐标信息确定第二图像采集设备在当前预置位下采集目标对象时需要转动的目标角度。

步骤704：控制第二图像采集设备转动目标角度以抓拍目标对象的图像。

至此，完成图7所示流程的相关描述。

通过图7所示流程实现了基于第二图像采集设备的当前预置位控制图像采集设备抓拍图像。

最后，为了便于理解应用本申请提出的图像采集方法所实现的技术效果，示出图8所示例的应用场景。在图8中，第二图像采集设备在初始的预置位下不再朝向正南方向(具体朝向可见图8所示)，当一目标对象从点A所示位置进入监测区域时，第二图像采集设备在初始的预置位下旋转角度θ以对目标对象进行抓拍。对比图2和图8可以发现，θ<α，由此可见，应用本申请提出的图像采集方法可以降低第二图像采集设备的转动负荷。

与前述图像采集方法的实施例相对应，本申请还提供了图像采集装置的实施例。

请参见图9，为本申请一示例性实施例提供的一种图像采集装置的实施例框图，该装置可以包括：

轨迹获取模块91，用于在确定调整与第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位时，获取所述第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹；

预置位调整模块92，用于依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位；

抓拍控制模块93，用于在确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备时，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述图像采集设备抓拍图像。

在一实施例中，所述轨迹获取模块91确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位，包括：

当接收到外部输入的预置位调整指令时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位；或者，

当检测到预设的预置位调整周期到达时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位。

在一实施例中，所述预置位调整模块92依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位，包括：

依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置；所述目标位置至各对象的历史运动轨迹的距离的平方和最小，或者，所述目标位置与各对象的历史运动轨迹上轨迹点的距离之和最小；

依据所述目标位置调整所述第二图像采集设备的当前预置位。

在一实施例中，所述预置位调整模块92依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置，包括：

确定第一函数表达式，所述第一函数表达式用于指示所述监测区域上任一点位置到各历史运动轨迹的距离的平方和，或者，用于指示所述监测区域上任一点位置与各历史运动轨迹上轨迹点之间的距离之和；所述点位置由水平坐标x、垂直坐标y表示；

对所述第一函数表达式进行最小化处理，得到至少一组目标坐标对；每一目标坐标对由水平坐标值x₀和垂直坐标值y₀表示，所述x₀、y₀分别为在所述第一函数表达式取最小值时所述x对应的值，所述y对应的值；

将所述监测区域中与其中一组目标点坐标对所对应的点位置确定为所述目标位置。

在一实施例中，所述抓拍控制模块93确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备包括：

当在所述第一图像采集设备的监测区域中检测到目标对象时，依据所述目标对象的运动方向和运动速度，预测所述目标对象在所述监测区域中的预测运动轨迹；

确定所述预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点；所述指定位置为所述第二图像采集设备的当前预置位映射至所述监测区域对应的第一坐标系中的位置，所述第二图像采集设备的当前预置位应用于第二坐标系；

依据所述目标对象的运动速度，预测所述目标对象运动至所述目标轨迹点时的预测时间；当所述预测时间到达时，确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备。

在一实施例中，所述抓拍控制模块93确定预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点，包括：

从所述监测区域中的指定位置开始向所述预测运动轨迹做垂直线，将所述垂直线与所述预测运动轨迹的交点确定为所述预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点。

在一实施例中，所述抓拍控制模块93基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述图像采集设备抓拍图像，包括：

确定目标对象在所述第一图像采集设备对应的第三坐标系中的第一坐标信息；

依据预先标定的变换矩阵将所述第一坐标信息转换为所述第二图像采集设备对应的第二坐标系中的第二坐标信息，所述变换矩阵为所述第三坐标系和第二坐标系进行变换的矩阵；

依据所述第二坐标信息确定所述第二图像采集设备在当前预置位下采集所述目标对象时需要转动的目标角度；

控制所述第二图像采集设备转动所述目标角度以抓拍所述目标对象的图像。

请继续参见图10，本申请还提供一种图像采集设备，包括处理器1001、存储器1002。

其中，存储器1002，用于存放计算机程序；

处理器1001，用于执行存储器1002上所存放的计算机程序，处理器1001执行所述计算机程序时实现本申请实施例提供的图像采集方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的图像采集方法的步骤。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种图像采集方法，应用于第一图像采集设备，其特征在于，所述方法包括：

在确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位时，获取所述第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹，依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位；

在确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备时，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述第二图像采集设备抓拍图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位包括：

当接收到外部输入的预置位调整指令时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位；或者，

当检测到预设的预置位调整周期到达时，确定调整与所述第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位，包括：

依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置；所述目标位置至各对象的历史运动轨迹的距离的平方和最小，或者，所述目标位置与各对象的历史运动轨迹上轨迹点的距离之和最小；

依据所述目标位置调整所述第二图像采集设备的当前预置位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据各对象的历史运动轨迹从所述第一图像采集设备的监测区域中确定一个目标位置，包括：

确定第一函数表达式，所述第一函数表达式用于指示所述监测区域上任一点位置到各历史运动轨迹的距离的平方和，或者，用于指示所述监测区域上任一点位置与各历史运动轨迹上轨迹点之间的距离之和；所述点位置由水平坐标x、垂直坐标y表示；

对所述第一函数表达式进行最小化处理，得到至少一组目标坐标对；每一目标坐标对由水平坐标值x₀和垂直坐标值y₀表示，所述x₀、y₀分别为在所述第一函数表达式取最小值时所述x对应的值，所述y对应的值；

将所述监测区域中与其中一组目标点坐标对所对应的点位置确定为所述目标位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备包括：

当在所述第一图像采集设备的监测区域中检测到目标对象时，依据所述目标对象的运动方向和运动速度，预测所述目标对象在所述监测区域中的预测运动轨迹；

确定所述预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点；所述指定位置为所述第二图像采集设备的当前预置位映射至所述监测区域对应的第一坐标系中的位置，所述第二图像采集设备的当前预置位应用于第二坐标系；

依据所述目标对象的运动速度，预测所述目标对象运动至所述目标轨迹点时的预测时间；当所述预测时间到达时，确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定预测运动轨迹上距离所述监测区域中指定位置最近的目标轨迹点，包括：

从所述监测区域中的所述指定位置开始向所述预测运动轨迹做垂直线，将所述垂直线与所述预测运动轨迹的交点确定为所述目标轨迹点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述图像采集设备抓拍图像，包括：

确定目标对象在所述第一图像采集设备对应的第三坐标系中的第一坐标信息；

依据预先标定的变换矩阵将所述第一坐标信息转换为所述第二图像采集设备对应的第二坐标系中的第二坐标信息，所述变换矩阵为所述第三坐标系和第二坐标系进行变换的矩阵；

依据所述第二坐标信息确定所述第二图像采集设备在当前预置位下采集所述目标对象时需要转动的目标角度；

控制所述第二图像采集设备转动所述目标角度以抓拍所述目标对象的图像。

8.一种图像采集设备，其特征在于，所述装置包括：

轨迹获取模块，用于在确定调整与第一图像采集设备连接的第二图像采集设备的预置位时，获取所述第一图像采集设备在指定历史时段内检测到的至少一个对象的历史运动轨迹；

预置位调整模块，用于依据各对象的历史运动轨迹调整所述第二图像采集设备的当前预置位；

抓拍控制模块，用于在确定联动所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备时，基于所述第二图像采集设备的当前预置位控制所述图像采集设备抓拍图像。

9.一种图像采集设备，其特征在于，所述设备包括可读存储介质和处理器；

其中，所述可读存储介质，用于存储机器可执行指令；

所述处理器，用于读取所述可读存储介质上的所述机器可执行指令，并执行所述指令以实现权利要求1-7任一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述方法的步骤。

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