一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控的普及 化趨勢越來越明顯，視頻監(jiān)控正在逐步邁入高清化，智能化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以應(yīng)用于眾多 領(lǐng)域，如智能交通，智慧園區(qū)、平安城市等。
[0003] 在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，跟蹤設(shè)備（如跟蹤球機(jī)等）是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分， 跟蹤設(shè)備已經(jīng)可以基于自動(dòng)鎖定方式或者手動(dòng)鎖定方式來跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。其中，當(dāng)運(yùn)動(dòng)目 標(biāo)在跟蹤設(shè)備的覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)，跟蹤設(shè)備可以始終鎖定該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，從而可以自動(dòng)采 集到該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻圖像。
[0004] 但是，在包含多個(gè)跟蹤設(shè)備的場景下，當(dāng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)從一個(gè)跟蹤設(shè)備的覆蓋區(qū)域移 動(dòng)到另一個(gè)跟蹤設(shè)備的覆蓋區(qū)域時(shí)，另一個(gè)跟蹤設(shè)備無法在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)移動(dòng)到本跟蹤設(shè)備的 覆蓋區(qū)域時(shí)，及時(shí)鎖定該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，無法精確地跟蹤同一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟丟的 情況，多個(gè)跟蹤設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤方法，所述方法包括以下步驟：
[0006] 構(gòu)建跟蹤場景對應(yīng)的虛擬三維環(huán)境，在真實(shí)跟蹤設(shè)備的實(shí)際物理位置對應(yīng)的虛擬 三維環(huán)境中構(gòu)建虛擬跟蹤設(shè)備，其中，每個(gè)虛擬跟蹤設(shè)備對應(yīng)一個(gè)覆蓋區(qū)域，且不同的虛擬 跟蹤設(shè)備對應(yīng)的覆蓋區(qū)域中會(huì)存在重疊區(qū)域；
[0007] 在第一真實(shí)跟蹤設(shè)備對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的過程中，接收來自所述第一真實(shí)跟蹤 設(shè)備的所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在實(shí)際圖像中的實(shí)際位置信息，并利用所述實(shí)際位置信息確定所述運(yùn) 動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三維坐標(biāo)；
[0008] 判斷所述第一三維坐標(biāo)是否位于第一真實(shí)跟蹤設(shè)備對應(yīng)的第一虛擬跟蹤設(shè)備的 覆蓋區(qū)域與第二虛擬跟蹤設(shè)備的覆蓋區(qū)域的重疊區(qū)域；
[0009] 如果是，確定所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)移動(dòng)到所述第二虛擬跟蹤設(shè)備對應(yīng)的第二真實(shí)跟蹤設(shè) 備的覆蓋區(qū)域，并通知所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。
[0010] 所述利用所述實(shí)際位置信息確定所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三 維坐標(biāo)的過程，具體包括：
[0011] 利用所述實(shí)際位置信息確定所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述第一虛擬跟蹤設(shè)備的虛擬圖像 中的虛擬位置信息；其中，所述實(shí)際位置信息包括實(shí)際圖像中的特征點(diǎn)Pd的比例坐標(biāo)（Xd/W，Yd/H)，所述虛擬位置信息包括虛擬圖像中的特征點(diǎn)Pd'的比例坐標(biāo)（Xd' /W'，Yd' /Η'）， (Xd' /W'，Yd' /Η'）= (Xd/W，Yd/H)，W和Η分別為實(shí)際圖像的長和寬，Xd和Yd為特征點(diǎn) Pd的二維坐標(biāo)；
[0012] 將所述虛擬圖像中的特征點(diǎn)Pd'的比例坐標(biāo)（Xd' /W'，Yd' /H'）轉(zhuǎn)換為三維世 界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2,并利用所述第一虛擬跟蹤設(shè)備的三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S1和三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2確定射線；其中，所述射線的起點(diǎn)為三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S1，所述射線的方向?yàn)槿S世 界坐標(biāo)點(diǎn)P0S1至三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2 ;
[0013] 獲得所述射線碰撞到的三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S3,并確定所述三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S3 為所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三維坐標(biāo)。
[0014] 所述將虛擬圖像中的特征點(diǎn)Pd'的比例坐標(biāo)（Xd' /W'，Yd' /H'）轉(zhuǎn)換為三維世界 坐標(biāo)點(diǎn)P0S2,包括：計(jì)算所述第一虛擬跟蹤設(shè)備的投影矩陣為MP，并計(jì)算所述第一虛擬跟蹤 設(shè)備的視圖矩陣為Mv，并利用如下公式計(jì)算所述三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2 :所述三維世界坐標(biāo) 點(diǎn)P0S2 =Mv 4MP 4V;其中，所述V的坐標(biāo)為（Xd' /W'，Yd' /Η'，η)，所述η為投影平面的深 度。
[0015] 所述通知所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的過程，具體包括：確 定所述第二虛擬跟蹤設(shè)備的當(dāng)前視角向量為第一向量，并確定所述第二虛擬跟蹤設(shè)備的三 維世界坐標(biāo)點(diǎn)與所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬三維環(huán)境中的所述第一三維坐標(biāo)之間的視角向 量為第二向量，并獲得所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為所述第一向量和所述第二 向量之間的夾角；
[0016] 將所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度通知給所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備，以使所 述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備在轉(zhuǎn)動(dòng)所述角度后，對所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。
[0017] 所述通知所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤之后，所述方法進(jìn)一步 包括：在所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的過程中，如果跟蹤到一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體， 則接收來自所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備的所述運(yùn)動(dòng)物體在實(shí)際圖像中的實(shí)際位置信息，并利用 所述實(shí)際位置信息確定所述運(yùn)動(dòng)物體在所述虛擬三維環(huán)境中的第二三維坐標(biāo)；當(dāng)所述第 二三維坐標(biāo)與所述第一三維坐標(biāo)之間的距離小于預(yù)設(shè)距離閾值時(shí)，則確定所述運(yùn)動(dòng)物體為 所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；
[0018] 在所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的過程中，如果跟蹤到多個(gè)運(yùn)動(dòng) 物體，則接收來自所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備的每個(gè)運(yùn)動(dòng)物體在實(shí)際圖像中的實(shí)際位置信息， 并利用每個(gè)運(yùn)動(dòng)物體對應(yīng)的實(shí)際位置信息確定每個(gè)運(yùn)動(dòng)物體在所述虛擬三維環(huán)境中的第 二三維坐標(biāo)，并從每個(gè)運(yùn)動(dòng)物體對應(yīng)的第二三維坐標(biāo)中，選擇與所述第一三維坐標(biāo)之間的 距離最小的第二三維坐標(biāo)；當(dāng)所述最小的第二三維坐標(biāo)與所述第一三維坐標(biāo)之間的距離小 于預(yù)設(shè)距離閾值時(shí)，則確定所述最小的第二三維坐標(biāo)所對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)物體為所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
[0019] 本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤裝置，所述裝置具體包括：
[0020] 構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建跟蹤場景對應(yīng)的虛擬三維環(huán)境，在真實(shí)跟蹤設(shè)備的實(shí)際物理 位置對應(yīng)的虛擬三維環(huán)境中構(gòu)建虛擬跟蹤設(shè)備，其中，每個(gè)虛擬跟蹤設(shè)備對應(yīng)一個(gè)覆蓋區(qū) 域，不同的虛擬跟蹤設(shè)備對應(yīng)的覆蓋區(qū)域中會(huì)存在重疊區(qū)域；
[0021] 確定模塊，用于在第一真實(shí)跟蹤設(shè)備對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的過程中，接收來自第 一真實(shí)跟蹤設(shè)備的所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在實(shí)際圖像中的實(shí)際位置信息，并利用所述實(shí)際位置信息 確定所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三維坐標(biāo)；
[0022] 判斷模塊，用于判斷所述第一三維坐標(biāo)是否位于第一真實(shí)跟蹤設(shè)備對應(yīng)的第一虛 擬跟蹤設(shè)備的覆蓋區(qū)域與第二虛擬跟蹤設(shè)備的覆蓋區(qū)域的重疊區(qū)域；
[0023] 發(fā)送模塊，用于當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，則確定所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)移動(dòng)到所述第二虛擬跟 蹤設(shè)備對應(yīng)的第二真實(shí)跟蹤設(shè)備的覆蓋區(qū)域，并通知所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對所述運(yùn)動(dòng)目 標(biāo)進(jìn)行跟蹤。
[0024] 所述確定模塊，具體用于在利用所述實(shí)際位置信息確定所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬 三維環(huán)境中的第一三維坐標(biāo)的過程中，利用所述實(shí)際位置信息確定所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述第 一虛擬跟蹤設(shè)備的虛擬圖像中的虛擬位置信息；所述實(shí)際位置信息包括實(shí)際圖像中的特征 點(diǎn)Pd的比例坐標(biāo)（Xd/W，Yd/H)，所述虛擬位置信息包括虛擬圖像中的特征點(diǎn)Pd'的比例坐 標(biāo)（Xd，/W'，Yd' /H'），（Xd，/W'，Yd' /H'）= (Xd/W，Yd/H)，W和Η分別為實(shí)際圖像的長和 寬，Xd和Yd為特征點(diǎn)Pd的二維坐標(biāo)；將所述虛擬圖像中的特征點(diǎn)Pd'的比例坐標(biāo)（Xd' / W'，Yd' /Η'）轉(zhuǎn)換為三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2,并利用所述第一虛擬跟蹤設(shè)備的三維世界坐標(biāo) 點(diǎn)P0S1和三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2確定射線；其中，所述射線的起點(diǎn)為三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S1， 所述射線的方向?yàn)槿S世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S1至三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2 ;獲得所述射線碰撞到的 三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S3,并確定所述三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S3為所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬三維 環(huán)境中的第一三維坐標(biāo)。
[0025] 所述確定模塊，具體用于在將虛擬圖像中的特征點(diǎn)Pd'的比例坐標(biāo)（Xd'/W'，Yd'/ Η'）轉(zhuǎn)換為三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2的過程中，計(jì)算所述第一虛擬跟蹤設(shè)備的投影矩陣為MP， 并計(jì)算所述第一虛擬跟蹤設(shè)備的視圖矩陣為Mv，并利用如下公式計(jì)算所述三維世界坐標(biāo)點(diǎn) P0S2 :所述三維世界坐標(biāo)點(diǎn)P0S2 =Mv 4MP 4V;其中，所述V的坐標(biāo)為（Xd' /W'，Yd' /Η'， η)，所述η為投影平面的深度。
[0026] 所述發(fā)送模塊，具體用于在通知所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤 的過程中，確定所述第二虛擬跟蹤設(shè)備的當(dāng)前視角向量為第一向量，并確定所述第二虛擬 跟蹤設(shè)備的三維世界坐標(biāo)點(diǎn)與所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在所述虛擬三維環(huán)境中的所述第一三維坐標(biāo) 之間的視角向量為第二向量，并獲得所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為所述第一向 量和所述第二向量之間的夾角；
[0027] 將所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度通知給所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備，以使所 述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備在轉(zhuǎn)動(dòng)所述角度后，對所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。
[0028] 所述確定模塊，還用于在通知所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤之 后，在所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的過程中，如果跟蹤到一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體，則 接收來自所述第二真實(shí)跟蹤設(shè)備的所述運(yùn)