[发明专利]一种基于CCTV传感网的目标定位跟踪系统的跟踪方法

权利要求书

1.一种基于CCTV传感网的目标定位跟踪系统的跟踪方法，其特征在于，所述基于CCTV传感网的目标定位跟踪系统包括图像采集终端、图像预处理单元、目标检测单元、工作环境认知单元、CCTV传感网节点调配单元、数码云台控制执行单元、目标空间定位单元、目标空间自适应跟踪单元和信息输出与显示单元；具体跟踪方法如下：

步骤S1：所述图像采集终端采集CCTV传感网中每一部摄像机的基本参数信息、安装位置信息；所述数码云台控制执行单元获取对应的每一部云台提供的转角参数信息；

步骤S2：调配CCTV传感网中每一部摄像机，完成监视区域的整体监视覆盖，采集视频图像，所述图像预处理单元进行图像预处理，所述目标检测单元进行目标检测处理，获取目标位置信息、特征信息；所述步骤S2中图像预处理以及目标检测处理的具体过程如下：

步骤S21：对采集到的视频图像进行图像预处理突出特征信息，图像预处理包括图像增强、图像滤波、二值化图像处理、形态学处理以及对有雨雪雾的降质图像实时清晰化处理；

步骤S22：根据目标的图像公共数据集对目标检测单元进行训练；

步骤S23：根据训练好的目标检测器对摄像机采集的实时视频图像进行检测，框定出图像序列中的目标并准确获取目标的形心在视频图像中的像素点坐标(u,v)；

步骤S3：所述工作环境认知单元进行工作环境认知处理，确定相对于CCTV传感网中每一部摄像机节点的每一监视子区目标的空间分布；

步骤S4：所述目标检测单元根据目标空间分布，组织调配CCTV传感网每一部摄像机节点进行目标定位和建立初始跟踪目标；

步骤S5：根据步骤S1中所述数码云台控制执行单元获取对应的每一部云台提供的转角参数信息和步骤S2中所述目标检测单元获取的目标位置信息、特征信息，建立CCTV传感网摄像机节点自适应调度规划，获得目标位置预测值；所述步骤S5中获得目标的位置预测值的具体过程如下：

步骤S51：根据步骤S2中所述目标检测单元获取的目标位置信息、特征信息和步骤S13中所述数码云台控制执行单元获取的实时水平方位转角信息、垂直俯仰转角信息，依据数据更新周期以及监控区域环境约束条件，建立目标空间测定最优评价准则；

步骤S52：对目标的空间分布进行感知，根据感知结果分析并制定CCTV传感网中摄像机节点的图像采集方案；

步骤S53：确定下一次目标i的定位时间对目标i定位的CCTV摄像机节点通过所述数码云台控制执行单元控制摄像机在时刻对准空间位置其中，i为目标编号，n为目标i当前已完成的跟踪次数；分别为当前时刻对定位测量时刻目标i的空间位置(x_n+1,y_n+1)的预测值；

步骤S6：控制所述数码云台执行单元对目标定位的摄像机进行微调，对准目标测量点，所述目标空间定位单元进行目标空间位置的测量和坐标变换处理，获得目标的位置量测值；所述步骤S6中获得目标的位置量测值的具体过程如下：

步骤S61：建立单目空间定位模型，若CCTV传感网中摄像机节点对不能有效对准目标时，则进行单目空间位置测定，建立一系列转换坐标系，根据摄像机的经度、纬度、安装高度、焦距、分辨率、像元尺寸参数信息，以及云台提供的水平方向转角、垂直俯仰转角信息，解算出目标在大地坐标系下的空间位置；

步骤S62：建立双目空间定位模型，若CCTV传感网中摄像机节点对能够有效对准目标时，则进行汇聚式双目空间位置测定，根据步骤S5获取的信息操控云台对准目标，由所述数码云台控制执行单元获取云台初始转角参数，解算基于角度的三角测量坐标方程完成目标空间位置的测定，获得目标的位置量测值；

步骤S7：所述目标空间自适应跟踪单元根据目标位置量测值、目标位置预测值，进行目标航迹滤波处理，获得目标当前时刻的状态滤波估计，并根据目标机动情况，确定预测时间间隔，即下次测量时刻，并对下次测量时刻目标的状态进行预测，实现目标空间自适应跟踪，获得目标空间位置和目标航迹；所述步骤S7中实现目标空间自适应跟踪的具体过程如下：

步骤S71：对新目标建立初始航迹根据测量值和前一次的预测值，进行航迹滤波处理，得到目标的状态估计值同时根据目标的运动状态，确定下一个量测时间，对该时刻的目标状态进行预测

步骤S72：根据该时刻操控云台组织CCTV传感网中的摄像机节点，当数据更新周期到达时将确定的摄像机节点对准的位置，对目标进行信息采集和测量；

步骤S73：获得上述采集和测量的数据，返回步骤S71，直到停止跟踪；

步骤S8：建立目标航迹传输文件，采用FTP或TCP/IP传输协议，将目标航迹数据传输到信息中心，将带编号的目标航迹叠加在电子地图或电子海图上显示，当用户对目标的视频图像有需求时，点击综合信息显示终端上的目标，目标的编号会反馈给所述CCTV传感网节点调配单元，分配摄像机对目标的视频图像进行采集，并经信息输出单元传回信息中心，分配给综合信息显示终端，进行目标影像的开窗显示；

步骤S9：循环执行步骤S2-步骤S8。

2.根据权利要求1所述的基于CCTV传感网的目标定位跟踪系统的跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程如下：

步骤S11：采集CCTV传感网中每一部摄像机安装位置的经度、纬度、距离水平面的高度；

步骤S12：采集CCTV传感网中每一部摄像机镜头的参数，包括焦距、分辨率、像元尺寸；

步骤S13：所述数码云台控制执行单元获取CCTV传感网中每一部摄像机对应的云台提供的实时水平方位转角信息和垂直俯仰转角信息。