專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)。
背景已建議采用對(duì)對(duì)象(例如，在一個(gè)購(gòu)物中心的走廊中經(jīng)過(guò)的人)計(jì)數(shù)的系統(tǒng)，但是，這些系統(tǒng)不適用于識(shí)別或區(qū)別特定的或不同類(lèi)型的對(duì)象及其位置，并且，不能在一段時(shí)間內(nèi)跟蹤這些對(duì)象。
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)。
發(fā)明簡(jiǎn)述雖然在一種形式中，可能不一定是唯一的或最廣泛的形式，但是，本發(fā)明可以說(shuō)是一種對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)檢測(cè)器陣列，或者，每個(gè)檢測(cè)器陣列包括第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器。第一類(lèi)檢測(cè)器適用于檢測(cè)一個(gè)檢測(cè)器空間中的對(duì)象存在與否并確定該對(duì)象的位置，第二類(lèi)檢測(cè)器適用于利用該確定的對(duì)象位置來(lái)識(shí)別或認(rèn)出對(duì)象或計(jì)數(shù)/記錄該對(duì)象存在與否(如果它是一種被選擇的類(lèi)型)。
由第一類(lèi)檢測(cè)器確定的對(duì)象的存在可以通過(guò)對(duì)比邊界的變化，或者通過(guò)式樣的變化或運(yùn)動(dòng)來(lái)檢測(cè)，從而檢測(cè)在檢測(cè)器空間內(nèi)移動(dòng)的對(duì)象。
檢測(cè)器適用于使用從雷達(dá)、微波、射頻、紅外線、微波、毫米波、光中選擇的一部分電磁譜或另一部分電磁譜，或者，使用聲納或其他某種檢測(cè)系統(tǒng)。
第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器可以是同一類(lèi)或不同類(lèi)。因此，第一類(lèi)檢測(cè)器可以是一種低清晰度視頻系統(tǒng)，第二類(lèi)檢測(cè)器可以是一種射頻檢測(cè)系統(tǒng)。
當(dāng)?shù)谝活?lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器實(shí)際上是相同的檢測(cè)器時(shí)，第二類(lèi)檢測(cè)器可以以比第一類(lèi)檢測(cè)器高的清晰度工作，或者可以是一種特殊的識(shí)別類(lèi)型。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳形式中，第一類(lèi)檢測(cè)器可以是一種昆蟲(chóng)眼(insect eye)類(lèi)檢測(cè)器。也就是說(shuō)，一種適用于檢測(cè)一個(gè)顯示空間中的鄰近象素之間的對(duì)比度變化，而不是完全識(shí)別對(duì)象的檢測(cè)器。在本發(fā)明的這種形式中，第二類(lèi)檢測(cè)器可以是一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理檢測(cè)器(例如，數(shù)字視頻檢測(cè)器)。因此，第一類(lèi)檢測(cè)器用于識(shí)別一個(gè)檢測(cè)器空間內(nèi)的一個(gè)感興趣的特殊的區(qū)域，然后，該數(shù)字信號(hào)處理檢測(cè)器只需要通過(guò)觀察那個(gè)特殊的空間區(qū)域，而非通過(guò)處理檢測(cè)器空間的整個(gè)視頻圖像來(lái)識(shí)別對(duì)象。這樣，只需小得多的處理能力，可以獲得更高的效率。
第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器可能是一個(gè)設(shè)備，第二類(lèi)檢測(cè)器用于處理過(guò)程的第二個(gè)階段。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)替換形式中，第一類(lèi)和第二類(lèi)檢測(cè)器可以由一個(gè)單個(gè)的視頻檢測(cè)器提供用兩種不同的方法來(lái)處理的觀察到的圖像。在第一方法中，觀察到的圖像可以被數(shù)字化并被存儲(chǔ)于連續(xù)的存儲(chǔ)位置中，然后，可以掃描連續(xù)的圖像，以檢測(cè)各個(gè)連續(xù)幀(將表示一個(gè)移動(dòng)的對(duì)比度邊界)的數(shù)字化圖像的變化。因此，這確定了檢測(cè)器空間中的一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)，然后，第二類(lèi)檢測(cè)器可以分析那個(gè)特殊的檢測(cè)器空間區(qū)域中的相同的數(shù)字圖像。第二類(lèi)檢測(cè)器可以使用后面或前面的各幀來(lái)改善相對(duì)于有興趣的對(duì)象的識(shí)別或結(jié)果。
如果識(shí)別過(guò)程達(dá)不到預(yù)定的或人工了解的可靠性的閾值水平，那么，進(jìn)一步存儲(chǔ)或下載的算法可以運(yùn)用于一個(gè)重復(fù)的過(guò)程，直到各個(gè)結(jié)果被改善。
在使用第一類(lèi)檢測(cè)器來(lái)鑒別一個(gè)有興趣的對(duì)象的同時(shí)，第二類(lèi)檢測(cè)器用于識(shí)別的目的。每個(gè)對(duì)象具有許多特征，例如，質(zhì)量、高度、形狀、對(duì)比度、亮度、顏色、式樣、速度、熱、反射率、署名和許多其他的特征。每種特征本身不一定是用于識(shí)別對(duì)象的特征，一些特征與其他特征相比較更容易被識(shí)別。本發(fā)明的一個(gè)較佳部分是首先分析最可辨認(rèn)的特征，然后，通過(guò)及時(shí)使用其他的特征和連續(xù)的幀，在重復(fù)的分析過(guò)程的每個(gè)步驟中，該系統(tǒng)改善了更精確識(shí)別對(duì)象的可能性。對(duì)首先分析哪些特征和分析它們的順序的確定是本發(fā)明的一個(gè)最佳部分。
在本發(fā)明的一個(gè)替換形式中，可以利用人工智能來(lái)建立該系統(tǒng)，以便不用外部干預(yù)就可做出這些判定。在這種情況下，系統(tǒng)確定首先將分析哪些特征。隨著時(shí)間的推移，系統(tǒng)可以識(shí)別新的特征或特征的一個(gè)新順序(可以更好地識(shí)別有興趣的對(duì)象，所以能夠自我改善)。在這種情況下，自我改善的程序或算法被存儲(chǔ)起來(lái)，放在一個(gè)現(xiàn)有的常駐內(nèi)存的庫(kù)中，用于將來(lái)作為參考。系統(tǒng)將利用人工智能分析來(lái)判定哪個(gè)算法更有利于其成功和使用概率分析的識(shí)別速度。
所以，一般而言，本發(fā)明揭示了一種可以分解成許多階段的系統(tǒng)。該過(guò)程的第一個(gè)階段將包括一個(gè)對(duì)象檢測(cè)引擎，以便將數(shù)字化的圖像順序從硬件捕獲和裝載成對(duì)象識(shí)別引擎的一個(gè)合適的數(shù)字格式。第一類(lèi)檢測(cè)器可以當(dāng)對(duì)象移動(dòng)通過(guò)檢測(cè)器空間時(shí)在連續(xù)幀上的確定識(shí)別對(duì)象的邊界。第二類(lèi)檢測(cè)器(能夠形成系統(tǒng)的第二個(gè)階段)將是一個(gè)對(duì)象識(shí)別引擎，它首先用于將某些特定的特征轉(zhuǎn)換成有用的數(shù)學(xué)圖像或算法，其次可以用于執(zhí)行和記錄一段時(shí)間內(nèi)的結(jié)果，這是分析正被討論的對(duì)象的特殊特征所必需的。分析的特征可以包括(但不會(huì)限制于此)一個(gè)或更多的項(xiàng)目(例如，質(zhì)量、高度、形狀、顏色、式樣、對(duì)比度、質(zhì)地、熱、反射率、頻率、速度、信號(hào)放射、署名等)。被檢測(cè)對(duì)象的每個(gè)特征有機(jī)會(huì)可能成為一個(gè)有興趣的對(duì)象。為了獲得更高的準(zhǔn)確度，可以使用存儲(chǔ)的程序、存儲(chǔ)的庫(kù)、分析算法和重復(fù)分析過(guò)程(可以管理對(duì)實(shí)時(shí)的多個(gè)對(duì)象的多個(gè)特征的觀察)來(lái)隨時(shí)間的推移分析連續(xù)的數(shù)字化圖像。
每個(gè)分析重復(fù)都增加(或根據(jù)情況減少)被檢測(cè)對(duì)象是有興趣的對(duì)象的機(jī)會(huì)。如果概率水平達(dá)到預(yù)定的可接受水平或閾值水平，則對(duì)象被識(shí)別為一個(gè)有興趣的對(duì)象。為了改善概率分析，額外類(lèi)型的第二類(lèi)檢測(cè)器可以包括在一個(gè)單獨(dú)的檢測(cè)器空間內(nèi)。該檢測(cè)器空間用于觀察一個(gè)有興趣的對(duì)象的不同特征，以提高識(shí)別對(duì)象的概率。
額外類(lèi)型的檢測(cè)器可以位于不同的位置，朝向不同的角度，但安裝成觀察相同的檢測(cè)器空間，以增加區(qū)別對(duì)象的機(jī)會(huì)，將對(duì)象安放或定位在一個(gè)三維空間中，或?yàn)橐粋€(gè)若只用一種檢測(cè)器則會(huì)被遮掩的對(duì)象定位。
第二類(lèi)檢測(cè)器適用于詢(xún)問(wèn)與對(duì)象有關(guān)的一個(gè)可詢(xún)問(wèn)設(shè)備。在這樣一種實(shí)施例中，第一類(lèi)檢測(cè)器可以觀察到一個(gè)對(duì)象正在一個(gè)檢測(cè)空間內(nèi)移動(dòng)，然后，第二類(lèi)檢測(cè)器的詢(xún)問(wèn)設(shè)備詢(xún)問(wèn)一個(gè)rf署名芯片(例如，一個(gè)智能卡芯片或發(fā)送應(yīng)答器)，以提供對(duì)對(duì)象及其通過(guò)檢測(cè)空間的肯定識(shí)別。
對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括多個(gè)檢測(cè)器陣列、多種檢測(cè)器類(lèi)型和多重檢測(cè)器空間。
可以安排檢測(cè)器陣列與一個(gè)多重檢測(cè)器空間中的鄰接檢測(cè)器陣列通信，以便傳遞或接收其己接收或了解的信息。該信息傳送可以在一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)(例如，一個(gè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等開(kāi)放網(wǎng)絡(luò))中進(jìn)行。判定或信息將被傳遞到連續(xù)的檢測(cè)器或要求這類(lèi)信息激發(fā)必要的編程活動(dòng)的其他第三方設(shè)備。這些檢測(cè)器可以做出判定、提供指示或啟動(dòng)其他某種形式的活動(dòng)，而不用人工干預(yù)。
該系統(tǒng)的第三個(gè)階段可以由跟蹤引擎來(lái)執(zhí)行。識(shí)別一個(gè)有興趣的對(duì)象后，跟蹤引擎可以在連續(xù)檢測(cè)空間中執(zhí)行以下任務(wù)，例如，格柵初始化、二維或三維制圖、標(biāo)記分配、標(biāo)記跟蹤和標(biāo)記移交。由于被識(shí)別和作標(biāo)記的對(duì)象越過(guò)一個(gè)檢測(cè)器空間移到另一個(gè)檢測(cè)器空間，因此，這要求處理能力比對(duì)象識(shí)別引擎小得多。如果一個(gè)對(duì)象出現(xiàn)在一個(gè)連續(xù)的檢測(cè)器空間(由于另一個(gè)對(duì)象模糊，所以先前沒(méi)有被檢測(cè))中，則該過(guò)程可以向后跟蹤通過(guò)所有可能的記錄圖像幀，這些記錄可以作相應(yīng)的調(diào)整。整個(gè)系統(tǒng)都用該新信息來(lái)更新。這大大提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。從時(shí)間向前推移的觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)象可能被跟蹤，直到它走出所有的檢測(cè)空間。識(shí)別被要求跟蹤的對(duì)象的類(lèi)型后，每個(gè)有興趣的對(duì)象的位置隨后在一段時(shí)間內(nèi)被映射到一個(gè)通用的格柵上。由于在連續(xù)的檢測(cè)器空間中跟蹤對(duì)象所要求的處理能力大大減小，因此，跟蹤多個(gè)對(duì)象的準(zhǔn)確度和可靠性可以很高。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳形式中，在二維或三維空間中可能有多個(gè)檢測(cè)器陣列、多種檢測(cè)器類(lèi)型和多重檢測(cè)器空間，該識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)可以包括與鄰近的檢測(cè)器陣列通信以便將對(duì)一個(gè)所選對(duì)象的跟蹤從一個(gè)檢測(cè)器空間移交到一個(gè)鄰近的檢測(cè)器空間并記錄一段時(shí)間內(nèi)該對(duì)象的運(yùn)動(dòng)的裝置。
通過(guò)這種裝置，該系統(tǒng)能夠跟蹤一個(gè)比單個(gè)的檢測(cè)器空間大得多的區(qū)域內(nèi)的一種所選類(lèi)型的移動(dòng)對(duì)象。例如，如果要求跟蹤整個(gè)購(gòu)物中心的對(duì)象和表示區(qū)域等單獨(dú)的檢測(cè)器空間，那么，這就能夠起到作用。
將注意到，由于不在檢測(cè)器空間中移動(dòng)的對(duì)象(例如，家具或其他的固定物體)不被第一類(lèi)檢測(cè)器(只觀察比如一個(gè)視頻圖像的鄰近各幀之間的移動(dòng)的對(duì)比度邊界或變化)觀察，因此，它們不被第二類(lèi)檢測(cè)器跟蹤或觀察。這將節(jié)省相當(dāng)大的處理能力。
將會(huì)意識(shí)到，如果一幢建筑物的天花板中安裝有實(shí)質(zhì)上在走廊中朝下看的檢測(cè)器陣列，則例如在該檢測(cè)器正下方的對(duì)象將有一個(gè)特定的輪廓，但是，當(dāng)對(duì)象移動(dòng)通過(guò)檢測(cè)器空間時(shí)，從一個(gè)固定的檢測(cè)器陣列觀察到的輪廓將隨觀察角度而變化。所以，在本發(fā)明的一個(gè)較佳形式中，識(shí)別檢測(cè)器空間中的一個(gè)移動(dòng)對(duì)象的處理安排可以包括考慮來(lái)自檢測(cè)器陣列的對(duì)象的角度或離開(kāi)該空間內(nèi)中心的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)的裝置。
對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)的所有或一些檢測(cè)器陣列被安裝在其各自的檢測(cè)空間的一側(cè)(例如，確定一個(gè)檢測(cè)空間的邊界的一面墻上或一個(gè)檢測(cè)空間的一個(gè)角落內(nèi))。
本發(fā)明的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)可以用于計(jì)數(shù)超市這類(lèi)場(chǎng)所的人數(shù)，或者用于馬路上的交通，還用于安全監(jiān)督和監(jiān)視應(yīng)用，用于確定人們走過(guò)一個(gè)商店或表示區(qū)域時(shí)的偏愛(ài)或確定有多少人位于一個(gè)三維空間(例如，一間屋子或一個(gè)區(qū)域)內(nèi)。
本發(fā)明的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)可以用于跟蹤表面上隨意的運(yùn)動(dòng)，以確定式樣或一段時(shí)間內(nèi)的趨勢(shì)。
本發(fā)明的檢測(cè)器系統(tǒng)可以用作一個(gè)具有人機(jī)界面的監(jiān)視系統(tǒng)，以創(chuàng)建一個(gè)檢測(cè)器正在觀察(如同錄像機(jī)所做的)的對(duì)象的可讀圖像。
應(yīng)該注意到，檢測(cè)器陣列可以安裝在一個(gè)移動(dòng)設(shè)備(例如，一輛摩托車(chē))上，其觀察與固定的對(duì)象(例如，街道標(biāo)記或紅燈)有關(guān)。它可以用于檢測(cè)行人存在與否。
這對(duì)本發(fā)明作了一般的描述，但是，現(xiàn)在將結(jié)合表示本發(fā)明的較佳實(shí)施例的附圖加助了解。
在這些附圖中

圖1表示一個(gè)其內(nèi)有一些對(duì)象的檢測(cè)器空間；圖2表示由第一類(lèi)檢測(cè)器觀察的對(duì)象和區(qū)域；圖3表示檢測(cè)器區(qū)域和由第二類(lèi)檢測(cè)器執(zhí)行的檢測(cè)；圖4表示一個(gè)具有多個(gè)檢測(cè)器陣列和對(duì)象移動(dòng)通過(guò)檢測(cè)器空間的放大的檢測(cè)器空間；圖5表示由第一類(lèi)檢測(cè)器觀察的對(duì)象在一個(gè)檢測(cè)器空間中的一個(gè)更加實(shí)際的位置；圖6表示由第二類(lèi)檢測(cè)器觀察的圖5中的對(duì)象；圖7表示一幅根據(jù)本發(fā)明的一種識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)的示意圖；圖8表示一幅根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例的一種檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖9表示一幅根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例的一種檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖10表示一幅根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例的一種檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖11表示一幅根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例的一種檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖12表示一幅根據(jù)本發(fā)明一個(gè)替換實(shí)施例的一種檢測(cè)系統(tǒng)(使用一種發(fā)送應(yīng)答器署名識(shí)別系統(tǒng))的示意圖。
本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在，更仔細(xì)地觀察這些附圖和圖1～3所示的各種排列，會(huì)看到在檢測(cè)器空間1中有許多對(duì)象。第一個(gè)對(duì)象是一個(gè)推一輛手推車(chē)3的人2，其他對(duì)象是兩個(gè)一起移動(dòng)的很近的人4和5。
在圖2中可見(jiàn)，由第一類(lèi)檢測(cè)器7檢測(cè)的對(duì)象的唯一一些部分是人2的邊界8、手推車(chē)3的邊界9和人4、5的邊界10、11。
有關(guān)確定待詳細(xì)觀察的區(qū)域的這些邊界的信息被傳送到第二類(lèi)檢測(cè)器15，所觀察的圖像(例如，數(shù)字化視頻圖像)只在由點(diǎn)線所示的區(qū)域中觀察得到。觀察區(qū)域16，以識(shí)別對(duì)象2；觀察區(qū)域17，以識(shí)別手推車(chē)3；但是，由于手推車(chē)3不是被計(jì)數(shù)的一個(gè)對(duì)象，因此，跟蹤系統(tǒng)的處理安排不理會(huì)手推車(chē)3，不計(jì)算它。通過(guò)觀察區(qū)域18和19來(lái)觀察兩個(gè)人4和5，并把他們識(shí)別為兩個(gè)一起行走的人。
所以，本發(fā)明在這個(gè)被觀察的空間中計(jì)算了在此空間內(nèi)移動(dòng)的3個(gè)人并忽略了第四個(gè)對(duì)象——手推車(chē)。
在圖4中，將看到有六個(gè)檢測(cè)器空間20、21、22、23、24和25。一個(gè)人28進(jìn)入檢測(cè)器空間21并通過(guò)該空間進(jìn)入檢測(cè)器空間23，然后，在檢測(cè)器空間23與檢測(cè)器空間25的角落處走出檢測(cè)器空間23。一個(gè)推一輛手推車(chē)的人進(jìn)入檢測(cè)器空間20，沿對(duì)角線進(jìn)入檢測(cè)器空間22，再進(jìn)入檢測(cè)器空間24。
檢測(cè)器空間21中的檢測(cè)器陣列31觀察并象征性地緊隨這個(gè)人進(jìn)入檢測(cè)器空間，通過(guò)其所在的檢測(cè)器空間跟蹤他，然后，將信息提供給檢測(cè)器空間23(一個(gè)人正從一個(gè)確定的位置進(jìn)入)中的檢測(cè)器陣列32。檢測(cè)器陣列32繼續(xù)跟蹤被緊隨的這個(gè)人，直到他離開(kāi)那個(gè)檢測(cè)器空間。觀察那個(gè)人的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，以便遵循記錄來(lái)確定為什么那個(gè)人可能在檢測(cè)器空間23中轉(zhuǎn)彎，而不繼續(xù)筆直向前走。通過(guò)觀察許多人在各種不同的檢測(cè)器空間中行動(dòng)，可以觀察到能夠指出為什么會(huì)發(fā)生這種動(dòng)作的一些趨勢(shì)。但是，推手推車(chē)30的人29已經(jīng)沿直線從一個(gè)檢測(cè)器空間走到下一個(gè)檢測(cè)器空間。但是，這樣安排移交，從而即使人28已在兩個(gè)檢測(cè)器空間中，他或她也只被計(jì)數(shù)一次；即使人29已經(jīng)在三個(gè)檢測(cè)器空間中，他或她也只被計(jì)數(shù)一次。手推車(chē)30根本不被計(jì)數(shù)，因?yàn)闄z測(cè)器排列適用于只觀察移動(dòng)的人。
當(dāng)然，將會(huì)意識(shí)到，對(duì)于其他的檢測(cè)器排列，它可能是待觀察的移動(dòng)的手推車(chē)，人可能被忽略。
圖5和圖6表示了一種更加實(shí)際的排列在一個(gè)檢測(cè)器空間40內(nèi)，第一類(lèi)檢測(cè)器陣列41觀察一個(gè)形狀不規(guī)則的對(duì)象42和另一個(gè)形狀不規(guī)則的對(duì)象43。這是因?yàn)檎诒挥^察的對(duì)象不是直接在檢測(cè)器陣列41的下面，由于只觀察移動(dòng)的對(duì)比度邊界，因此，在每種情況下確定一個(gè)非常不規(guī)則的對(duì)比邊界。如圖6所示，那個(gè)對(duì)象邊界的細(xì)節(jié)被傳遞到第二個(gè)陣列44，只觀察一個(gè)有限的區(qū)域，由此確定根據(jù)提供的觀察角度，移動(dòng)對(duì)象42實(shí)際上是一個(gè)人，對(duì)象43是一輛手推車(chē)。同樣，圖5中的兩個(gè)對(duì)象47和48的形狀有些不規(guī)則，但根據(jù)它們與檢測(cè)器41的角度，它們被識(shí)別為人49和50。
從圖7中可見(jiàn)，一個(gè)檢測(cè)器陣列60包括觀察一個(gè)檢測(cè)器空間63的第一類(lèi)檢測(cè)器61和第二類(lèi)檢測(cè)器62。與檢測(cè)器陣列關(guān)聯(lián)的一個(gè)基本信號(hào)處理器64接收和處理來(lái)自第一類(lèi)檢測(cè)器61的信號(hào)并將有關(guān)在空間內(nèi)觀察何物的指示發(fā)送到第二類(lèi)檢測(cè)器62。有關(guān)觀察的細(xì)節(jié)被傳遞到一個(gè)中心點(diǎn)65，該中心點(diǎn)也從線66和67上鄰接的檢測(cè)器陣列接收信息并實(shí)現(xiàn)對(duì)鄰近的各個(gè)檢測(cè)器空間之間的對(duì)象的跟蹤。計(jì)數(shù)等相關(guān)信息被提供給另一個(gè)檢測(cè)器陣列或網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備，或者提供給一個(gè)計(jì)數(shù)排列68。
在圖8中，一個(gè)檢測(cè)器陣列70在一個(gè)檢測(cè)空間的一側(cè)并有一個(gè)環(huán)繞一個(gè)檢測(cè)空間(包含4個(gè)區(qū)段72、73、74和75)的足跡71。在這個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器陣列70提供了第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器，并可以在由4個(gè)區(qū)段72、73、74和75代表的多個(gè)檢測(cè)器空間中進(jìn)行檢測(cè)。
圖9中的一個(gè)檢測(cè)器陣列76的排列實(shí)質(zhì)上與圖8中的相同，具有環(huán)繞一個(gè)檢測(cè)空間(包含四個(gè)區(qū)段72、73、74和75)的一個(gè)足跡71。在這個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器陣列70有第一類(lèi)檢測(cè)器77和分開(kāi)的第二類(lèi)檢測(cè)器78。因此，第一類(lèi)檢測(cè)器77可以檢測(cè)由四個(gè)區(qū)段72、73、74和75代表的多重檢測(cè)器空間中的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，第二類(lèi)檢測(cè)器78能夠識(shí)別該對(duì)象或每個(gè)對(duì)象。
圖10表示一種檢測(cè)器陣列排列，其中有兩個(gè)檢測(cè)器陣列80和81，每個(gè)檢測(cè)器在一個(gè)檢測(cè)空間(包含四個(gè)區(qū)段72、73、74和75)的側(cè)端。檢測(cè)器陣列80有一個(gè)足跡83，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢測(cè)器空間的區(qū)段72和73內(nèi)的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。檢測(cè)器陣列81有一個(gè)足跡84，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢測(cè)器空間的區(qū)段74和75內(nèi)的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。
在圖11中，檢測(cè)器陣列80和81的排列實(shí)質(zhì)上與圖10中的相同，它們分別具有足跡85和86。但是，這些只允許分別在區(qū)段73和75中進(jìn)行檢測(cè)，而區(qū)段72和74中的檢測(cè)則分別由移交檢測(cè)器陣列87和88來(lái)提供。
圖12表示一個(gè)車(chē)行道90，沿該車(chē)行道正行駛著兩輛汽車(chē)91和92。汽車(chē)91和92正沿該道路朝不同方向行駛。汽車(chē)91上安裝了一個(gè)發(fā)送應(yīng)答器芯片93，汽車(chē)92上安裝了一個(gè)發(fā)送應(yīng)答器芯片94。車(chē)行道90的一側(cè)是一個(gè)包括第一類(lèi)檢測(cè)器(例如，在電磁譜的紅外線區(qū)域操作的一個(gè)視頻檢測(cè)器95)和適用于詢(xún)問(wèn)發(fā)送應(yīng)答器93和94的第二微波檢測(cè)器97的檢測(cè)器陣列。視頻檢測(cè)器95的足跡96覆蓋了馬路的兩側(cè)，因此能夠檢測(cè)移動(dòng)的汽車(chē)91和92。當(dāng)檢測(cè)每輛汽車(chē)時(shí)，促使第二微波檢測(cè)器97用聚集的波束99和98分別詢(xún)問(wèn)發(fā)送應(yīng)答器93和94。通過(guò)這種手段，不僅記錄了一特定的汽車(chē)已經(jīng)通過(guò)一個(gè)給定點(diǎn)的事實(shí)，而且可以記錄行駛的方向。若沒(méi)有第一個(gè)檢測(cè)階段，檢測(cè)器陣列能夠記錄一個(gè)發(fā)送應(yīng)答器已經(jīng)通過(guò)一個(gè)給定點(diǎn)，但不會(huì)記錄行駛的方向。
在此整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)提供了各種有關(guān)本發(fā)明范圍的表示，但是本發(fā)明不局限于這些表示中的任何一項(xiàng)表示，而可能結(jié)合在這些表示中的兩個(gè)或更多的表示中。例子只用于說(shuō)明，而不用于限制。
在此整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，除非上下文另有要求，否則，單詞“包含”和“包括”及其變化(例如，“包含”和“包括”)將被理解為暗示包括一個(gè)規(guī)定的整數(shù)或一組整數(shù)，但不排除任何其他的一個(gè)整數(shù)或一組整數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于它包括至少一個(gè)檢測(cè)器陣列，或者，每個(gè)檢測(cè)器陣列都包括第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器，第一類(lèi)檢測(cè)器適用于檢測(cè)一個(gè)檢測(cè)器空間中的對(duì)象的存在并確定該對(duì)象的位置，第二類(lèi)檢測(cè)器適用于利用被確定對(duì)象的位置來(lái)識(shí)別或認(rèn)出對(duì)象或?qū)x定類(lèi)型的對(duì)象的存在進(jìn)行計(jì)數(shù)或記錄。
2.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于由第一類(lèi)檢測(cè)器確定的對(duì)象的存在可以通過(guò)對(duì)比邊界的變化，或者通過(guò)式樣的變化或運(yùn)動(dòng)來(lái)檢測(cè)，從而檢測(cè)在檢測(cè)器空間內(nèi)移動(dòng)的對(duì)象。
3.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于檢測(cè)器適用于使用從雷達(dá)、微波、射頻、紅外線、微波、毫米波或光中選擇的一部分電磁譜，或使用聲納或其他某種檢測(cè)系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器為同一種類(lèi)型或不同的類(lèi)型。
5.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于第一類(lèi)檢測(cè)器為一種昆蟲(chóng)眼類(lèi)型，第二類(lèi)檢測(cè)器是一種數(shù)字信號(hào)處理檢測(cè)器。
6.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器是相同的檢測(cè)器，第二類(lèi)檢測(cè)器的聚焦或操作的清晰度比第一類(lèi)檢測(cè)器的高。
7.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于第一類(lèi)檢測(cè)器和第二類(lèi)檢測(cè)器由一個(gè)單個(gè)的視頻檢測(cè)器用兩種不同的方法來(lái)處理觀察到的圖像。在第一方法中，觀察到的圖像可以被數(shù)字化，掃描連續(xù)的圖像以檢測(cè)將表示一個(gè)對(duì)象存在的各個(gè)連續(xù)幀的數(shù)字化圖像的變化；然后，在第二方法中，可以更詳細(xì)地在檢測(cè)器空間的一個(gè)特殊區(qū)域中分析相同的數(shù)字圖像。
8.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于第二類(lèi)檢測(cè)器適用于使用后面或前面的各幀來(lái)改善有關(guān)有興趣的對(duì)象的識(shí)別或結(jié)果。
9.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于利用質(zhì)量、高度、形狀、對(duì)比度、亮度、顏色、式樣、速度、熱、反射率、署名一類(lèi)特征中的一個(gè)或多個(gè)特征來(lái)確定和識(shí)別一個(gè)對(duì)象。
10.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于第二類(lèi)檢測(cè)器適用于詢(xún)問(wèn)與對(duì)象有關(guān)的一個(gè)可詢(xún)問(wèn)設(shè)備。
11.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于還包括有助于確定或識(shí)別一個(gè)對(duì)象的人工智能。
12.如權(quán)利要求11的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于人工智能適用于不用外部干預(yù)而做出這些判定，其中，人工智能確定首先將分析哪個(gè)特征、哪些特征或特征的一個(gè)新順序，這些特征可以更好地識(shí)別有興趣的對(duì)象，所以能夠自我改善，或者，哪個(gè)算法更適合于其使用概率分析成功和加速識(shí)別。
13.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于還包括由一個(gè)適用于跟蹤一個(gè)確定對(duì)象的跟蹤引擎執(zhí)行的系統(tǒng)的第三個(gè)階段。
14.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)檢測(cè)器陣列、多種檢測(cè)器類(lèi)型和多重檢測(cè)器空間。
15.如權(quán)利要求9的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)檢測(cè)器陣列、多種檢測(cè)器類(lèi)型和多重檢測(cè)器空間；該識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)包括在檢測(cè)器陣列之間進(jìn)行通信以便將對(duì)一個(gè)所選對(duì)象的跟蹤從一個(gè)檢測(cè)器空間移交到一個(gè)鄰近的檢測(cè)器空間的裝置。
16.如權(quán)利要求15的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于在檢測(cè)器陣列之間進(jìn)行通信的裝置包括將信息傳遞到連續(xù)的檢測(cè)器或要求這類(lèi)信息激發(fā)必要的編程活動(dòng)的其他第三方設(shè)備，而不用人工干預(yù)的裝置。
17.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于還包括考慮來(lái)自檢測(cè)器陣列的對(duì)象的角度或離開(kāi)二維或三維空間內(nèi)中心的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)的裝置。
18.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于或者每個(gè)檢測(cè)器陣列實(shí)際上安裝在其各自的檢測(cè)空間上。
19.如權(quán)利要求1的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于或者每個(gè)檢測(cè)器陣列安裝在其各自的檢測(cè)空間的一側(cè)。
20.如前述任一權(quán)利要求的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于如果識(shí)別過(guò)程達(dá)不到預(yù)定的或人工了解的可靠性的閾值水平，那么，在一個(gè)重復(fù)的過(guò)程中進(jìn)一步運(yùn)用存儲(chǔ)或下載的算法，直到各個(gè)結(jié)果被改善。
21.如前述任一權(quán)利要求的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于它用于計(jì)數(shù)超市一類(lèi)場(chǎng)所內(nèi)的人數(shù)，或者用于馬路上的交通，還用于安全監(jiān)督和監(jiān)視應(yīng)用，用于根據(jù)在一段時(shí)間內(nèi)，諸如，當(dāng)走過(guò)一個(gè)商店或表示區(qū)域時(shí)，表面上隨意的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定式樣或趨勢(shì)。
22.如前述任一權(quán)利要求的對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于它用在一種移動(dòng)車(chē)輛上，來(lái)檢測(cè)對(duì)于該車(chē)而言相對(duì)靜止的對(duì)象。
全文摘要
一種對(duì)象識(shí)別與跟蹤系統(tǒng),具有檢測(cè)器陣列(60,70),每個(gè)檢測(cè)器陣列(60,70)包括第一類(lèi)檢測(cè)器(95)和第二類(lèi)檢測(cè)器(96)。第一類(lèi)檢測(cè)器(95)例如通過(guò)改變對(duì)比邊界來(lái)檢測(cè)一個(gè)對(duì)象存在與否,從而檢測(cè)在一個(gè)檢測(cè)器空間(90)中移動(dòng)的對(duì)象(91,92)。第二類(lèi)檢測(cè)器(96)聚焦在確定的對(duì)象(91,92)上,以認(rèn)出、識(shí)別或記錄它。檢測(cè)器(95,96)可以是視頻、雷達(dá)、微波、射頻、紅外線、毫米波或發(fā)生應(yīng)答器詢(xún)問(wèn)器或這些的結(jié)合物。也可以跟蹤?quán)徑拥臋z測(cè)器空間(90,90)之間的對(duì)象(91,92)。
文檔編號(hào)G01S7/40GK1339137SQ00803330
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月1日
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