[发明专利]一种目标跟踪方法、系统及其使用的云台相机

权利要求书

1.一种目标跟踪方法，其特征在于，包括：

在当前帧图像中获取初步跟踪窗口，在所述初步跟踪窗口中提取跟踪目标的FAST特征点；

判断是否存在上一帧图像，若是，则利用所述上一帧图像与所述当前帧图像计算所有所述FAST特征点的光流信息的高斯加权和；

利用所述初步跟踪窗口和所述光流信息的高斯加权和进行Kalman滤波预测，得到预测跟踪窗口；

计算所述初步跟踪窗口中的所述跟踪目标的位置，与所述上一帧图像中的所述跟踪目标的位置之间的第一Bhattacharyya距离；

计算所述预测跟踪窗口中的所述跟踪目标的位置，与所述上一帧图像中的所述跟踪目标的位置之间的第二Bhattacharyya距离；

将所述第一Bhattacharyya距离与所述第二Bhattacharyya距离中较小值对应的跟踪窗口作为最终跟踪窗口，计算所述最终跟踪窗口的中心点坐标与所述当前帧图像的中心点坐标的差值；

根据所述差值向舵机发送控制命令，以便所述舵机调整云台相机的角度直至所述跟踪目标处于所述当前帧图像的中央位置。

2.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述在当前帧图像中获取初步跟踪窗口包括：

将所述当前帧图像转换为颜色空间YCrCb，在所述颜色空间YCrCb中获取人体肤色区域，所述颜色空间YCrCb中的Cr分量为140-160中的任一值、Cb分量为72-137中的任一值；

利用Camshift算法根据颜色概率在所述颜色空间YCrCb中获取所述初步跟踪窗口。

3.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述根据所述差值向舵机发送控制命令，以便所述舵机调整云台相机的角度直至所述跟踪目标处于所述当前帧图像的中央位置，包括：

根据所述差值确定需要旋转的角度，并根据所述角度计算旋转时间；

向舵机发送控制命令，所述控制命令至少包括所述旋转时间和所述角度，以便所述舵机调整所述云台相机的角度直至所述跟踪目标处于所述当前帧图像的中央位置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的目标跟踪方法，其特征在于，利用所述初步跟踪窗口和所述光流信息的高斯加权和进行Kalman滤波预测，得到预测跟踪窗口，包括：

利用所述初步跟踪窗口和所述光流信息的高斯加权和，通过观测模型公式得到观测模型Z(k)，所述观测模型公式为：

Z(k)＝H₁X(k)+H₂S(k)+V(k)；

其中，k为当前帧，X(k)为所述跟踪目标在当前帧的运动状态信息，S(k)为根据云台相机的速度通过视场角运算后的平面速度，V(k)为服从高斯分布的测量噪声，H₁、H₂为观测矩阵；

根据所述观测模型Z(k)得到所述预测跟踪窗口。

5.一种目标跟踪系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于在当前帧图像中获取初步跟踪窗口，在所述初步跟踪窗口中提取跟踪目标的FAST特征点；

计算模块，用于判断是否存在上一帧图像，若是，则利用所述上一帧图像与所述当前帧图像计算所有所述FAST特征点的光流信息的高斯加权和；

预测模块，用于利用所述初步跟踪窗口和所述光流信息的高斯加权和进行Kalman滤波预测，得到预测跟踪窗口；

第一计算模块，用于计算所述初步跟踪窗口中的所述跟踪目标的位置，与所述上一帧图像中的所述跟踪目标的位置之间的第一Bhattacharyya距离；

第二计算模块，用于计算所述预测跟踪窗口中的所述跟踪目标的位置，与所述上一帧图像中的所述跟踪目标的位置之间的第二Bhattacharyya距离；

确定模块，用于将所述第一Bhattacharyya距离与所述第二Bhattacharyya距离中较小值对应的跟踪窗口作为最终跟踪窗口，计算所述最终跟踪窗口的中心点坐标与所述当前帧图像的中心点坐标的差值；

发送模块，用于根据所述差值向舵机发送控制命令，以便所述舵机根据所述最终跟踪窗口调整云台相机的角度直至所述跟踪目标处于所述当前帧图像的中央位置。