[发明专利]PTZ相机的双级视场动态多目标检测与跟踪系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于PTZ相机的双级视场动态多目标检测与跟踪系统及方法。系统包括全局相机、局部相机及数据处理设备。系统工作时，主程序调用目标检测程序在全局视场内检测得到多个有效目标；主程序对其进行排序、编号，并建立有效目标队列；针对队列中任意一个有效目标，主程序启动单独进程的目标跟踪程序、在全局视场内对其进行持续跟踪，得到有效目标的当前位置信息，并根据当前位置信息控制局部相机获取相应的局部视场，以实现多目标、多局部视场的并行监控。实施本发明实施例，通过有效队列的维护，可以实现多目标、多局部视场的并行监控；同时，本发明实施例通过局部视场终止条件的设置，实现了局部视场监控目标的有序切换。

技术领域

本发明涉及飞行器对地侦察光电载荷系统或安防监控系统技术领域，具体涉及一种基于PTZ相机的双级视场动态多目标检测与跟踪系统及方法。

背景技术

随着计算机视觉技术的发展，无人机光电吊舱以及安防摄像机这类视觉监控系统普遍开始配备目标识别、目标跟踪功能。

装备了云台的PTZ相机具有左右(Pan)、上下(Tilt)视角调整以及变焦(Zoom)功能，使其对移动目标能够通过调整视向角度实现持续观测，并且对于远距离目标或小目标能够通过变焦实现对细节的有效观测。

但是如今的视觉监控装备还不能够较好应对较为复杂的动态多目标环境，例如飞行的无人机通过光电吊舱同时对地面多个目标进行监测，或者静止的交通监控摄像机对某一片区域内经过的某一类车量进行逐个细节排查。

对于上述场景，视觉监控系统如果没有配备PTZ相机，那么相机无法对动态目标的局部细节进行有效观察；如果配备了传统PTZ相机，那么其既不能做到多目标并行协同监控，又难以实现监控目标的有序切换。PTZ相机可以通过拉远焦距实现细节观察，然后再次拉近焦距实现全局观察，通过反复上述过程传统PTZ相机固然也可以实现不同观测目标的切换，但是由于单相机往复变焦与目标的检测定位都需要消耗一定的时间，上述过程将变得十分低效。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种基于PTZ相机的双级视场动态多目标检测与跟踪系统及方法，以解决传统光电载荷在动态多目标环境下难以“实现多目标并行协同监控”和“监控目标有序切换”的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种于PTZ相机的双级视场动态多目标检测与跟踪系统，包括全局相机、N个(N≥1)局部相机及数据处理设备，所述局部相机为PTZ相机，所述数据处理设备内置有主程序、目标检测程序及目标跟踪程序；

定义所述全局相机的观测区域为全局视场，所述局部相机的观测区域为局部视场；

系统工作时，在所述全局视场内，通过所述目标检测程序检测得到多个有效目标；

所述主程序对多个有效目标进行排序、编号，并建立一个规模为N的有效目标队列；

针对所述有效目标队列中的第M个有效目标，所述主程序启动单独进程的目标跟踪程序、在全局视场内对其进行持续跟踪，得到第M个有效目标的当前位置信息，并根据所述当前位置信息控制第M个局部相机获取相应的局部视场，以实现多目标、多局部视场的并行监控。

进一步地，系统工作前，对所述全局相机和局部相机进行校准，得到所述局部相机与全局相机之间的外参；所述外参包括所述局部相机在左右(Pan)、上下(Tilt)视角归零状态下，其与全局相机之间的相对位置、姿态参数。

进一步地，系统工作时，所述主程序结合有效目标在所述全局视场中的当前位置信息、外参及修正量，计算得到所述局部相机的视向角度，并通过相机通讯协议驱动所述局部相机完成局部视场的定位。

进一步地，当所述主程序判断任一有效目标在局部视场中触发终止条件时，所述主程序将该有效目标从所述有效目标队列中删除；