本發(fā)明涉及目標(biāo)檢測，具體為一種自主切換的雙視場相機(jī)及目標(biāo)檢測跟蹤方法。

背景技術(shù)：

1、隨著計算機(jī)視覺技術(shù)在目標(biāo)檢測、安防監(jiān)控、自動駕駛及工業(yè)自動化等多個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對相機(jī)系統(tǒng)的性能提出了更高要求。傳統(tǒng)相機(jī)系統(tǒng)受限于固定的視場，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的應(yīng)用場景，特別是在需要同時兼顧大范圍監(jiān)控與特定細(xì)節(jié)觀測的場合中，其局限性尤為突出。單一視場相機(jī)缺乏智能自主調(diào)整機(jī)制，無法根據(jù)環(huán)境變化或目標(biāo)檢測需求自動切換視場，從而限制了目標(biāo)檢測的效率和準(zhǔn)確性，難以滿足現(xiàn)代智能化系統(tǒng)的需求。

2、現(xiàn)有的雙視場相機(jī)系統(tǒng)嘗試通過機(jī)械切換或電子切換的方式來解決這一問題，但均存在顯著不足。機(jī)械切換方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)視場的切換，但受限于機(jī)械部件的物理限制，切換速度較慢且機(jī)械壽命有限，長期使用易導(dǎo)致性能下降。而電子切換方式雖然切換速度較快，但由于其本質(zhì)上的圖像處理差異，可能導(dǎo)致不同視場間圖像質(zhì)量的顯著變化及視場連貫性的缺失，影響用戶體驗及目標(biāo)檢測的穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施方式的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施方式。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、因此，本發(fā)明的目的是提供一種自主切換的雙視場相機(jī)及目標(biāo)檢測跟蹤方法，能夠根據(jù)實際場景的變化和目標(biāo)檢測的需求，智能地調(diào)整并切換至最合適的視場，實現(xiàn)從廣角監(jiān)控到精細(xì)觀察的無縫過渡。此外能夠高效地識別和跟蹤目標(biāo)，即使在復(fù)雜多變的環(huán)境下也能保持高度的準(zhǔn)確性和魯棒性。

3、為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

4、一種自主切換的雙視場相機(jī)，其包括：雙視場相機(jī)本體以及設(shè)置在雙視場相機(jī)本體底部以調(diào)整雙視場相機(jī)本體視向角度的轉(zhuǎn)臺；

5、所述雙視場相機(jī)本體內(nèi)部設(shè)置有依次通過銅柱連接的補(bǔ)光燈板、焦面板、信號板和接口板；

6、所述信號板內(nèi)部部署有目標(biāo)檢測模型，且信號板集成有目標(biāo)搜尋模塊與目標(biāo)檢測跟蹤模塊；

7、其中，所述目標(biāo)搜尋模塊基于轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動角度限制，設(shè)計有針對寬視場和窄視場的不同搜尋策略；

8、所述目標(biāo)檢測跟蹤模塊用于從信號板的vpss捕獲視頻數(shù)據(jù)，進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換以及預(yù)處理后，利用目標(biāo)檢測模型前向推理，輸出檢測結(jié)果，并根據(jù)檢測結(jié)果中的目標(biāo)框數(shù)量判斷目標(biāo)是否穩(wěn)定出現(xiàn)，進(jìn)而決定是否由目標(biāo)搜尋進(jìn)入目標(biāo)檢測跟蹤階段；

9、并且目標(biāo)檢測跟蹤模塊還包括視場切換評估機(jī)制以及轉(zhuǎn)臺控制機(jī)制，視場切換評估機(jī)制通過比較目標(biāo)框尺寸與預(yù)設(shè)分辨率閾值，決定是否在寬窄視場之間切換，轉(zhuǎn)臺控制機(jī)制根據(jù)目標(biāo)檢測跟蹤模塊提供的最新目標(biāo)位置信息，自動調(diào)整轉(zhuǎn)臺角度，確保目標(biāo)對象保持在視場的中心區(qū)域。

10、作為本發(fā)明所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)的一種優(yōu)選方案，其中，所述寬視場和窄視場的不同搜尋策略具體為：

11、寬視場搜尋策略：采用s形搜尋路徑，設(shè)定水平方向步長為15°，俯仰方向步長為10°進(jìn)行掃描；

12、窄視場搜尋策略：在水平與俯仰方向上均采用10°的精細(xì)步長，通過連續(xù)螺旋軌跡進(jìn)行掃描。

13、作為本發(fā)明所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)的一種優(yōu)選方案，其中，所述目標(biāo)檢測模型為基于yolov7算法訓(xùn)練得到，用于識別并定位圖像中的目標(biāo)對象。

14、作為本發(fā)明所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)的一種優(yōu)選方案，其中，所述補(bǔ)光燈板內(nèi)置四顆高亮度led補(bǔ)光模塊。

15、作為本發(fā)明所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)的一種優(yōu)選方案，其中，所述焦面板集成了兩個索尼imx415cmos傳感器和焦面板電源。

16、作為本發(fā)明所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)的一種優(yōu)選方案，其中，所述接口板包括協(xié)處理器、wifi模塊、充電電路及雙頻天線。

17、作為本發(fā)明所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)的一種優(yōu)選方案，其中，目標(biāo)檢測模型基于yolov7算法具體訓(xùn)練如下：

18、數(shù)據(jù)集構(gòu)建：根據(jù)目標(biāo)識別、檢測與追蹤需求，構(gòu)建并標(biāo)注高質(zhì)量樣本數(shù)據(jù)集，其中，數(shù)據(jù)集覆蓋了目標(biāo)在不同場景、光照條件及視角下的圖片；

19、模型訓(xùn)練：采用yolov7目標(biāo)檢測算法，對上述構(gòu)建的樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行深度訓(xùn)練，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化超參數(shù)及數(shù)據(jù)增強(qiáng)，形成高效的目標(biāo)檢測模型。

20、一種自主切換的雙視場相機(jī)的目標(biāo)檢測跟蹤方法，具體步驟如下：

21、s1、雙視場相機(jī)本體基于目標(biāo)搜尋模塊的寬視場搜尋策略對目標(biāo)進(jìn)行搜尋，實時獲取搜尋的視頻圖像并傳輸至信號板上；

22、s2、目標(biāo)檢測跟蹤模塊從信號板的視頻處理子系統(tǒng)vpss中實時獲取一幀數(shù)據(jù)，通過海思色彩空間轉(zhuǎn)換算法，將視頻處理子系統(tǒng)vpss輸出的圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；

23、s3、對轉(zhuǎn)換后的rgb圖像執(zhí)行預(yù)處理操作，隨后加載至目標(biāo)檢測模型進(jìn)行處理，輸出包含高置信度候選框的檢測結(jié)果，然后釋放本幀數(shù)據(jù)；

24、s4、重復(fù)上述步驟連續(xù)捕獲并處理n幀圖像，若n幀圖像中檢測到的目標(biāo)框數(shù)量超過預(yù)設(shè)的閾值，則視為目標(biāo)已穩(wěn)定出現(xiàn)，隨即停止搜尋階段，轉(zhuǎn)入目標(biāo)檢測跟蹤階段；

25、s5、通過視場切換評估機(jī)制，比較每幀圖像中目標(biāo)框的尺寸與預(yù)設(shè)分辨率閾值，統(tǒng)計連續(xù)幀中滿足切換至窄視場條件的幀數(shù)，并計算目標(biāo)框的中心坐標(biāo)平均值，當(dāng)統(tǒng)計結(jié)果滿足預(yù)設(shè)條件，則基于目標(biāo)搜尋模塊自動觸發(fā)雙視場相機(jī)本體從寬視場到窄視場的切換操作；

26、s6、若當(dāng)前條件不滿足視場切換的判定標(biāo)準(zhǔn)，則轉(zhuǎn)臺控制機(jī)制根據(jù)目標(biāo)檢測跟蹤模塊提供的最新目標(biāo)位置信息，自動調(diào)整轉(zhuǎn)臺角度，確保目標(biāo)對象保持在視場的中心區(qū)域。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：本發(fā)明在同一相機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)集成兩個不同視角的鏡頭，通過自主研發(fā)的快速、無縫切換機(jī)制，能夠根據(jù)實際場景的變化和目標(biāo)檢測的需求，智能地調(diào)整并切換至最合適的視場，實現(xiàn)從廣角監(jiān)控到精細(xì)觀察的無縫過渡。此外，結(jié)合先進(jìn)的計算機(jī)視覺技術(shù)，特別是目標(biāo)檢測與跟蹤算法，能夠高效地識別和跟蹤目標(biāo)，即使在復(fù)雜多變的環(huán)境下也能保持高度的準(zhǔn)確性和魯棒性，將極大地提升相機(jī)系統(tǒng)在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中的適應(yīng)性和性能表現(xiàn)，具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的技術(shù)價值。

技術(shù)特征：

1.一種自主切換的雙視場相機(jī)，其特征在于，包括：雙視場相機(jī)本體（100）以及設(shè)置在雙視場相機(jī)本體（100）底部以調(diào)整雙視場相機(jī)本體（100）視向角度的轉(zhuǎn)臺（200）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)，其特征在于，所述寬視場和窄視場的不同搜尋策略具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)，其特征在于，所述目標(biāo)檢測模型為基于yolov7算法訓(xùn)練得到，用于識別并定位圖像中的目標(biāo)對象。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)，其特征在于，所述補(bǔ)光燈板（110）內(nèi)置四顆高亮度led補(bǔ)光模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)，其特征在于，所述焦面板（120）集成了兩個索尼imx415cmos傳感器和焦面板電源。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)，其特征在于，所述接口板（140）包括協(xié)處理器、wifi模塊、充電電路及雙頻天線。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)，其特征在于，目標(biāo)檢測模型基于yolov7算法具體訓(xùn)練如下：

8.一種如權(quán)利要求1所述的一種自主切換的雙視場相機(jī)的目標(biāo)檢測跟蹤方法，其特征在于，具體步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開目標(biāo)檢測技術(shù)領(lǐng)域的一種自主切換的雙視場相機(jī)及目標(biāo)檢測跟蹤方法，自主切換的雙視場相機(jī)包括雙視場相機(jī)本體以及設(shè)置在雙視場相機(jī)本體底部以調(diào)整雙視場相機(jī)本體視向角度的轉(zhuǎn)臺。雙視場相機(jī)本體內(nèi)部設(shè)置有依次通過銅柱連接的補(bǔ)光燈板、焦面板、信號板和接口板，信號板內(nèi)部部署有目標(biāo)檢測模型，且信號板集成有目標(biāo)搜尋模塊與目標(biāo)檢測跟蹤模塊。目標(biāo)搜尋模塊基于轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動角度限制，設(shè)計有針對寬視場和窄視場的不同搜尋策略，能夠根據(jù)實際場景的變化和目標(biāo)檢測的需求，智能地調(diào)整并切換至最合適的視場，實現(xiàn)從廣角監(jiān)控到精細(xì)觀察的無縫過渡。此外能夠高效地識別和跟蹤目標(biāo)，即使在復(fù)雜多變的環(huán)境下也能保持高度的準(zhǔn)確性和魯棒性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉穎,張芳,陳磊,趙爽,孫榮春,管慶賀,李冠典,李曉杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長春理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19