[发明专利]一种基于摇头摄像机的目标跟踪方法

权利要求书

1.一种基于摇头摄像机的目标跟踪方法，其特征在于具体包括如下步骤：

S1、目标定位：对于运动块检测，使用背景差分法完成前景运动目标检测；

S2、确定跟踪目标块：过滤掉面积小于设定面积阈值的运动块；判断符合条件的运动块目标个数是否为零，若为零，则返回作下一帧处理；反之，对保留的运动块面积进行降序排列；在摇头电机静止情况下，对视频进行帧数计数；判断运动块个数，并对运动块中心点距离画面中心点的水平距离进行升序排列，得到面积较大者作为最终要跟踪的目标；

S3、计算单位像素对应的摇头机移动步长：让摇头机静止，记录下此时摇头机电机水平垂直位置坐标，同时选取此时镜头所对画面中的一点P，并记录这点的像素坐标；通过PTZ控制摇头机转动一段时间后停止，此时再记录P点移动到新位置后的像素坐标，同时再记录摇头机电机水平垂直位置坐标；计算P点在新旧位置的水平和垂直方向像素差，以及摇头机水平垂直方向分别的位置坐标差；最后用电机的位置坐标差除以像素差得到水平方向单位像素对应的步长step_hor和垂直方向单位像素对应的步长step_ver；

S4、计算摇头机转动的目标位置：根据所得到的最终目标块，计算目标运动块的中心点距离画面中心点在水平方向的距离vecx和垂直方向的距离vecy；根据步骤S23中记录的目标运动方向，以及vecx的正负值，计算得到的单位像素对应的摇头机水平移动步长step_hor和垂直移动步长step_ver，然后结合求得的像素距离值vecx，vecy，计算得到摄像机应该移动的步长vecx*step_hor，vecy*step_ver；通过驱动接口获得摄像头当前所处的水平和垂直位置horizon_position,vertical_position，计算得到摄像头转动的目标位置；

S5、控制摇头机到达目标位置：不断的获取当前电机的位置，如果发现发生了命令但是电机又没有转动，需要再次调用驱动命令；当水平或垂直其中一个方向到达目标位置时，则在这个方向停止电机转动；当两个方向都停止时则这个目标跟踪完成；

S6、判定摇头机是否要回到home位置：当摄像头停止转动，且在停止转动后的30s内均没有检测到运动目标，此时要让摄像头回到home位置。

2.如权利要求1所述的基于摇头摄像机的目标跟踪方法，其特征在于：所述步骤S4具体采用如下步骤实现：

S41、根据所得到的最终目标块，计算目标运动块的中心点距离画面中心点在水平方向的距离vecx和在垂直方向的距离vecy，同时为避免当目标块位于画面中心或附近时引起摇头机左右摇晃，此时对vecx与vecy的绝对值进行判断，当其值大于设定的阈值时，控制摇头机在满足条件的方向转动；否则不控制摇头机转动；

S42、根据步骤S23中记录的目标运动方向，以及vecx和vecy的正负值，判断出摇头机和目标运动方向相反还是同向，具体为：若同向，则让水平的单位像素步长step_hor及垂直的单位像素步长step_ver增加0.2；若反向，则让step_hor和step_ver减小0.2；若目标运动幅度较小，则让step_hor和step_ver保持原有值不变；

S43、根据步骤S42中计算得到的单位像素对应的摇头机水平移动步长step_hor和垂直移动步长step_ver，以及步骤S41中求得的目标运动块的中心点距离画面中心点在水平方向的距离vecx和在垂直方向的距离vecy，通过公式vecx*step_hor与vecy*step_ver分别计算出摄像头水平与垂直方向应该移动的步长；

S44、通过驱动接口获得摄像头当前所处的水平位置horizon_position和垂直位置vertical_position，结合步骤S43中计算得到的电机应该移动的步长vecx*step_hor和vecy*step_ver，利用公式horizon_target＝horizon_position-vecx*step_hor与vertical_target＝vertical_position-vecy*step_ver则分别计算出了摄像头转动的水平和垂直目标位置；

S45、对水平和垂直方向的目标位置进行水平垂直光耦约束；

S46、对水平和垂直方向的目标位置进行边界条件约束以求得最后摇头机要转动到的目标位置；

S47、将步骤S2中确定跟踪的前景运动块中S23步骤记录的帧数清零。