[发明专利]超声波摄像机跟踪系统和相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年10月19日提交的、名称为“Ultrasonic CameraTracking System and Associated Methods”的美国临时申请No.60/862,132的权益，其内容在此引用作为参考，并要求其优先权。

背景技术

演讲者通常使用手持遥控器来控制视频会议系统的摄像机。但是，视频会议的目的是为参与者营造自然的体验。因此，不希望要求演讲者或者其他参与者花费大量的时间来控制摄像机和处理复杂的输入设备。

美国专利No.5,844,599、6,731,334和6,980,485中公开了用于摄像机跟踪的一些现有技术。例如，转让给Polycom公司的美国专利No.6,980,485公开了一种使用波束成形的自动摄像机跟踪技术。另外，Polycom提供一种用于其VSX视频会议系统的称作“自动摄像机定位”或者ACP的话音跟踪系统。另一种现有技术系统使用基于色码的跟踪和视觉分析，从而用摄像机来跟踪目标。

虽然有效，但是有些现有技术系统可能在某些方面具有局限性，并且可能维护起来比较困难。在话音跟踪时，例如，由于反射或者其他原因，摄像机有时可能会指向墙壁或者桌子。另外，如果某个人没有说话，则摄像机可能无法在这个人移动的同时跟踪这个人。而且，在存在多个话音或者不同色码的情况下，这些现有技术会出现问题。

本公开的主题针对克服，或者至少减小上面提出的一个或者多个问题的影响。

发明内容

一种摄像机跟踪系统，包括可控摄像机、麦克风阵列和控制器。麦克风被布置为邻近可控摄像机，并至少对从源发出的超声波作出响应。麦克风可附加地能够对可听声谱内的声音作出响应。控制器响应从源发出的超声波接收从麦克风传达的超声波信号，并处理该超声波信号以确定该源的至少大致位置。然后，该控制器向可控摄像机发送一个或者多个命令信号，以使它至少大致地指向该源的所确定的位置。该摄像机跟踪系统在源移动并且连续发出超声波的同时对该源进行跟踪。该源可以是由人佩戴的发射器包。该发射器包可具有一个或者多个超声波换能器，该超声波换能器产生从大约24kHz到大约40kHz进行扫描的超声波声调。

前面的概述并不意图是对本公开的每个可能实施例或者每个方面的总结。

附图说明

参考以下具体实施例的详细描述，结合附图进行阅读，前面的概述、优选实施例和本公开的主题的其他方面会得到最好的理解，其中：

图1所示的是根据本公开的某些教导的摄像机跟踪系统的一个实施例。

图2所示的是用于图1中的摄像机跟踪系统的控制单元的软件架构的一个实施例。

图3A所示的是用于摄像机跟踪系统的摄像机单元的一个实施例。

图3B所示的是用于图3A的摄像机跟踪系统的信号链的一个实施例。

图4A所示的是用于所公开的摄像机跟踪系统的、将超声波信号降低到可听范围的下采样过程的一个实施例。

图4B所述的是在图4A的下采样过程阶段期间的信号频谱的图。

图5A-5B所示的是用于所公开的摄像机跟踪系统的位置确定算法的一个实施例，其用于估计目标源的候选(candidate)位置。

图6A-6B所示的是摄像机跟踪系统的其他实施例。

图7A-7B所示的是用于所公开的摄像机跟踪系统的发射器单元的替换实施例。

虽然本公开的主题容易有各种变形和替换形式，但是通过附图中示例的方式示出了其具体实施例，并在此进行详细描述。附图和书面的描述不意图以任何方式对本发明构思的范围构成限制。相反，通过参照特定实施例，提供附图和书面的描述以向本领域的技术人员阐述发明构思，如35U.S.C.§112要求的那样。

具体实施方式

参考图1，示意性地图示了根据本公开的某些教导的摄像机跟踪系统100的一个实施例。摄像机跟踪系统100包括摄像机单元120、控制单元130和发射器单元140。演讲者佩戴或者携带作为信标的发射器单元140，从而摄像机单元120可通过检测发射的信标信号而跟随演讲者。

在各种实施例中，摄像机跟踪系统100可与遥控装置150一起使用，并可与外部装置160，例如视频会议系统或者其他系统一起使用。如图所示，摄像机单元120和控制单元130可以是分立的部件，或者它们可以集成在一个单元中。另外，虽然外部装置160被示出为分立部件，但是摄像机单元120和控制单元130之一或者二者可以与外部装置160集成在一起。