CN207501947U - 一种追踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及安防监控技术领域，具体涉及一种追踪系统，包括UWB定位系统和视频联动系统；UWB定位系统包括不断地向外发送数据信号的定位标签；接收数据信号和达到时间的定位基站；利用数据信号和时间数据得到标准位置数据的定位引擎；视频联动系统包括请求标准位置数据的数据请求模块；将标准位置数据与摄像头坐标相结合得到相对位置关系的角度计算模块；控制摄像头旋转相应的角度追踪定位标签并呈现出实际位置的监控摄像模块。本实用新型通过UWB定位系统提供厘米级精度的准确定位，利用监控摄像模块提供实时的实景视频，用户能够通过PTZ云台实时掌握追踪的移动轨迹，提高了监控效率及其准确性，同时节省了人力物力。

Description

一种追踪系统

技术领域

本实用新型涉及安防监控技术领基于UW域，具体涉及一种追踪系统。

背景技术

安防监控领域中目前比较成熟的自动跟踪技术分别是：人脸识别跟踪监控技术、移动自动锁定跟踪。

人脸识别跟踪监控技术，即通过机器视觉方面的相关技术，识别出目标的面部特征，然后锁定目标保持跟踪。这种技术需要一直保持目标面部可见，否则就可能丢失目标。

移动自动锁定跟踪技术，能够自动捕捉运动的目标并保持跟踪监控，这种技术只适用于只有单一运动对象的环境，如果环境中有多个运动目标，便很难实现跟踪监控。

超宽带（UWB，Ultra Wide Band）定位技术是一种新型无线定位技术。UWB是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。具有抗抗干扰性能强，传输速率高，系统容量大发送功率非常小等优点。UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且，发射功率小，其电磁波辐射对人体的影响也会很小。

通过UWB精确室内定位技术结合PTZ云台控制技术而成的视频实时追踪系统具有追踪准确，可靠，不易丢失目标等众多优点。UWB定位引擎接收来自各个设备的原始数据，计算出位置信息后将各标签位置信息发给视频追踪系统，系统接收到各标签的位置信息之后通过与摄像头位置的比对，结合摄像头当前朝向进行一系列的运算得出摄像头应该偏转的角度，实现视频自动追踪。本系统中，摄像头会追踪指定的定位标签，所以无论对象所处环境有多么的复杂，摄像头都会一直保持准确的朝向，由于UWB定位技术的穿透性优势，甚至在对象被障碍物遮挡，不可见的情况下摄像头依然能准确朝向对象。本系统能够提供非常稳定可靠的视频自动追踪。

实用新型内容

本发明提供了一种追踪系统，通过UWB定位系统提供厘米级精度的准确定位，利用监控摄像模块提供实时的实景视频，用户能够通过PTZ云台实时掌握追踪的移动轨迹，提高了监控效率及其准确性，同时节省了人力物力。

一种追踪系统，其特征在于，该追踪系统包括UWB定位系统和视频联动系统；

所述UWB定位系统包括：

定位标签，用于利用UWB脉冲信号不断地向外发送数据信号；

定位基站，与所述定位标签无线连接，用于接收所述定位标签发出的数据信号，并记录所述数据信号到达所述定位基站的时间，同时将所述数据信号和所述时间数据传送给定位引擎；

定位引擎，与所述定位基站连接，用于接收来自于所述定位基站的数据信号和时间数据，通过TDOA算法解算出定位标签的标准位置数据，并将所述标准位置数据发送给视频联动系统；

所述视频联动系统包括：

数据请求模块，与所述定位引擎相连，用于不断地向定位引擎请求指定的定位标签的标准位置数据，并将得到的标准位置数据发送给角度计算模块；

角度计算模块，与所述数据请求模块相连，用于将所述标准位置数据与摄像头坐标相结合，得到所述定位标签与所述摄像头的相对位置关系，并将所述相对位置关系发送给监控摄像模块；

监控摄像模块，与所述角度计算模块相连，用于根据所述相对位置关系来控制所述摄像头旋转相应的角度追踪定位标签并通过PTZ云台呈现出定位标签的实际位置。

一种追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：定位基站接收来自于定位标签的UWB脉冲信号，获得所述定位标签的位置数据和所述UWB脉冲信号到达所述定位基站的时间，并将所述数据信号和所述时间数据传送给定位引擎；

步骤二：定位引擎收集来自所述步骤一中的各个定位基站的位置数据和时间数据，并运用TDOA定位算法计算出标准位置数据，并将所述标准位置数据发给视频联动系统；

步骤三：所述视频联动系统中的数据请求模块不断的向定位引擎请求指定的定位标签的标准位置数据，并将得到的标准位置数据发送给角度计算模块计算所述定位标签与所述摄像头的相应的PTZ值；

步骤四：根据所述步骤三中的PTZ值来控制所述摄像头旋转相应的角度追踪定位标签并通过PTZ云台呈现出定位标签的实际位置。

本实用新型所能产生的有益效果如下：

1、本实用新型通过UWB定位系统提供厘米级精度的准确定位，利用监控摄像模块提供实时的实景视频，用户能够通过PTZ云台实时掌握追踪的移动轨迹，提高了监控效率及其准确性，同时节省了人力物力。

2、本实用新型的UWB室内定位系统提供目标的位置信息，系统获得目标的室内定位数据后，与摄像头坐标相结合，得到两者的相对位置关系，进而通过PTZ云台技术自动控制摄像头跟踪移动的目标，能够实现摄像头自动跟踪目标的目的。

3、本实用新型能够实现室内环境下，能够利用摄像头准确的实时追踪多个目标。

4、本实用新型能够广泛适用于司法、监狱、机场、考务等人员监视环境中。

附图说明

图1为本实用新型的追踪系统结构框图；

图2为本实用新型的追踪方法流程图。

图中：1-UWB定位系统、2-视频联动系统、3-定位标签、4-定位基站、5-定位引擎、6-数据请求模块、7-角度计算模块、8-监控摄像模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式来进一步详细的说明本实用新型，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1和图2所示，一种追踪系统，该追踪系统包括UWB定位系统1和视频联动系统2，所述UWB定位系统1包括定位标签3、定位基站4和定位引擎5；所述视频联动系统2包括数据请求模块6、角度计算模块7和监控摄像模块8。

追踪监控区域中的携带有定位标签3的目标A的移动轨迹时，首先定位标签3将会不断的向外发送出数据信号，一定范围内的定位基站4能够接收到该定位标签3发出的数据信号。所述定位标签与所述定位基站通过UWB脉冲信号无线连接，该监控范围中的定位基站4接收到定位标签3发出的数据信号之后，记录该数据信号到达所述定位基站4的时间，同时将该数据信号和所述时间数据传送给定位引擎5。定位引擎5接收到来自于所述定位基站4的数据信号和时间数据，通过TDOA算法解算出定位标签的标准位置数据，并将所述标准位置数据发送给视频联动系统2。

所述视频联动系统2的数据请求模块6不断地向定位引擎5请求指定的定位标签3的标准位置数据，并将得到的标准位置数据3发送给角度计算模块7后，角度计算模块7将得到的标准位置数据与摄像头坐标相结合，计算出所述定位标签3与所述摄像头的相对位置关系，并将该相对位置关系发送给监控摄像模块8进行执行。监控摄像模块8根据所述相对位置关系并结合PTZ云台控制技术控制相应的摄像头旋转相应的角度，并呈现出定位标签的实际位置，进而实现摄像头自动追踪目标A的目的。

所述定位标签3与所述摄像头的相对位置关系的计算方法为：利用勾股定理根据定位标签3的坐标与摄像头的坐标计算出摄像头与定位标签3之间的距离；再根据摄像头与定位标签3的横坐标差或纵坐标差利用反余弦或反正弦求出夹角，所述夹角为摄像头指向定位标签的射线与x轴正方向的夹角，y轴正方向为正角。

要说明的是，上述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。

Claims (1)

1.一种追踪系统，其特征在于，该追踪系统包括UWB定位系统和视频联动系统；

所述UWB定位系统包括：

定位标签，用于利用UWB脉冲信号不断地向外发送数据信号；

定位基站，与所述定位标签无线连接，用于接收所述定位标签发出的数据信号，并记录所述数据信号到达所述定位基站的时间，同时将所述数据信号和所述时间数据传送给定位引擎；

定位引擎，与所述定位基站连接，用于接收来自于所述定位基站的数据信号和时间数据，通过TDOA算法解算出定位标签的标准位置数据，并将所述标准位置数据发送给视频联动系统；

所述视频联动系统包括：

数据请求模块，与所述定位引擎相连，用于不断地向定位引擎请求指定的定位标签的标准位置数据，并将得到的标准位置数据发送给角度计算模块；

角度计算模块，与所述数据请求模块相连，用于将所述标准位置数据与摄像头坐标相结合，得到所述定位标签与所述摄像头的相对位置关系，并将所述相对位置关系发送给监控摄像模块；

监控摄像模块，与所述角度计算模块相连，用于根据所述相对位置关系来控制所述摄像头旋转相应的角度追踪定位标签并通过PTZ云台呈现出定位标签的实际位置。