一種運動目標的跟蹤方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻技術領域，尤其涉及一種運動目標的跟蹤方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著計算機、網(wǎng)絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控的普及 化趨勢越來越明顯，視頻監(jiān)控正在逐步邁入高清化，智能化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以應用于眾多 領域，如智能交通，智慧園區(qū)、平安城市等。
[0003] 在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，跟蹤設備（如跟蹤球機等）是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分， 跟蹤設備已經(jīng)可以基于自動鎖定方式或者手動鎖定方式來跟蹤運動目標。其中，當運動目 標在跟蹤設備的覆蓋區(qū)域內(nèi)移動時，跟蹤設備可以始終鎖定該運動目標，從而可以自動采 集到該運動目標的視頻圖像。
[0004] 但是，在包含多個跟蹤設備的場景下，當運動目標從一個跟蹤設備的覆蓋區(qū)域移 動到另一個跟蹤設備的覆蓋區(qū)域時，另一個跟蹤設備無法在運動目標移動到本跟蹤設備的 覆蓋區(qū)域時，及時鎖定該運動目標，無法精確地跟蹤同一個運動目標，出現(xiàn)運動目標跟丟的 情況，多個跟蹤設備之間的聯(lián)動性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種運動目標的跟蹤方法，所述方法包括以下步驟：
[0006] 構建跟蹤場景對應的虛擬三維環(huán)境，在真實跟蹤設備的實際物理位置對應的虛擬 三維環(huán)境中構建虛擬跟蹤設備，其中，每個虛擬跟蹤設備對應一個覆蓋區(qū)域，且不同的虛擬 跟蹤設備對應的覆蓋區(qū)域中會存在重疊區(qū)域；
[0007] 在第一真實跟蹤設備對運動目標進行跟蹤的過程中，接收來自所述第一真實跟蹤 設備的所述運動目標在實際圖像中的實際位置信息，并利用所述實際位置信息確定所述運 動目標在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三維坐標；
[0008] 判斷所述第一三維坐標是否位于第一真實跟蹤設備對應的第一虛擬跟蹤設備的 覆蓋區(qū)域與第二虛擬跟蹤設備的覆蓋區(qū)域的重疊區(qū)域；
[0009] 如果是，確定所述運動目標移動到所述第二虛擬跟蹤設備對應的第二真實跟蹤設 備的覆蓋區(qū)域，并通知所述第二真實跟蹤設備對所述運動目標進行跟蹤。
[0010] 所述利用所述實際位置信息確定所述運動目標在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三 維坐標的過程，具體包括：
[0011] 利用所述實際位置信息確定所述運動目標在所述第一虛擬跟蹤設備的虛擬圖像 中的虛擬位置信息；其中，所述實際位置信息包括實際圖像中的特征點Pd的比例坐標（Xd/W，Yd/H)，所述虛擬位置信息包括虛擬圖像中的特征點Pd'的比例坐標（Xd' /W'，Yd' /Η'）， (Xd' /W'，Yd' /Η'）= (Xd/W，Yd/H)，W和Η分別為實際圖像的長和寬，Xd和Yd為特征點 Pd的二維坐標；
[0012] 將所述虛擬圖像中的特征點Pd'的比例坐標（Xd' /W'，Yd' /H'）轉(zhuǎn)換為三維世 界坐標點P0S2,并利用所述第一虛擬跟蹤設備的三維世界坐標點P0S1和三維世界坐標點P0S2確定射線；其中，所述射線的起點為三維世界坐標點P0S1，所述射線的方向為三維世 界坐標點P0S1至三維世界坐標點P0S2 ;
[0013] 獲得所述射線碰撞到的三維世界坐標點P0S3,并確定所述三維世界坐標點P0S3 為所述運動目標在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三維坐標。
[0014] 所述將虛擬圖像中的特征點Pd'的比例坐標（Xd' /W'，Yd' /H'）轉(zhuǎn)換為三維世界 坐標點P0S2,包括：計算所述第一虛擬跟蹤設備的投影矩陣為MP，并計算所述第一虛擬跟蹤 設備的視圖矩陣為Mv，并利用如下公式計算所述三維世界坐標點P0S2 :所述三維世界坐標 點P0S2 =Mv 4MP 4V;其中，所述V的坐標為（Xd' /W'，Yd' /Η'，η)，所述η為投影平面的深 度。
[0015] 所述通知所述第二真實跟蹤設備對所述運動目標進行跟蹤的過程，具體包括：確 定所述第二虛擬跟蹤設備的當前視角向量為第一向量，并確定所述第二虛擬跟蹤設備的三 維世界坐標點與所述運動目標在所述虛擬三維環(huán)境中的所述第一三維坐標之間的視角向 量為第二向量，并獲得所述第二真實跟蹤設備需要轉(zhuǎn)動的角度為所述第一向量和所述第二 向量之間的夾角；
[0016] 將所述第二真實跟蹤設備需要轉(zhuǎn)動的角度通知給所述第二真實跟蹤設備，以使所 述第二真實跟蹤設備在轉(zhuǎn)動所述角度后，對所述運動目標進行跟蹤。
[0017] 所述通知所述第二真實跟蹤設備對所述運動目標進行跟蹤之后，所述方法進一步 包括：在所述第二真實跟蹤設備對運動目標進行跟蹤的過程中，如果跟蹤到一個運動物體， 則接收來自所述第二真實跟蹤設備的所述運動物體在實際圖像中的實際位置信息，并利用 所述實際位置信息確定所述運動物體在所述虛擬三維環(huán)境中的第二三維坐標；當所述第 二三維坐標與所述第一三維坐標之間的距離小于預設距離閾值時，則確定所述運動物體為 所述運動目標；
[0018] 在所述第二真實跟蹤設備對運動目標進行跟蹤的過程中，如果跟蹤到多個運動 物體，則接收來自所述第二真實跟蹤設備的每個運動物體在實際圖像中的實際位置信息， 并利用每個運動物體對應的實際位置信息確定每個運動物體在所述虛擬三維環(huán)境中的第 二三維坐標，并從每個運動物體對應的第二三維坐標中，選擇與所述第一三維坐標之間的 距離最小的第二三維坐標；當所述最小的第二三維坐標與所述第一三維坐標之間的距離小 于預設距離閾值時，則確定所述最小的第二三維坐標所對應的運動物體為所述運動目標。
[0019] 本發(fā)明提供一種運動目標的跟蹤裝置，所述裝置具體包括：
[0020] 構建模塊，用于構建跟蹤場景對應的虛擬三維環(huán)境，在真實跟蹤設備的實際物理 位置對應的虛擬三維環(huán)境中構建虛擬跟蹤設備，其中，每個虛擬跟蹤設備對應一個覆蓋區(qū) 域，不同的虛擬跟蹤設備對應的覆蓋區(qū)域中會存在重疊區(qū)域；
[0021] 確定模塊，用于在第一真實跟蹤設備對運動目標進行跟蹤的過程中，接收來自第 一真實跟蹤設備的所述運動目標在實際圖像中的實際位置信息，并利用所述實際位置信息 確定所述運動目標在所述虛擬三維環(huán)境中的第一三維坐標；
[0022] 判斷模塊，用于判斷所述第一三維坐標是否位于第一真實跟蹤設備對應的第一虛 擬跟蹤設備的覆蓋區(qū)域與第二虛擬跟蹤設備的覆蓋區(qū)域的重疊區(qū)域；
[0023] 發(fā)送模塊，用于當判斷結果為是時，則確定所述運動目標移動到所述第二虛擬跟 蹤設備對應的第二真實跟蹤設備的覆蓋區(qū)域，并通知所述第二真實跟蹤設備對所述運動目 標進行跟蹤。
[0024] 所述確定模塊，具體用于在利用所述實際位置信息確定所述運動目標在所述虛擬 三維環(huán)境中的第一三維坐標的過程中，利用所述實際位置信息確定所述運動目標在所述第 一虛擬跟蹤設備的虛擬圖像中的虛擬位置信息；所述實際位置信息包括實際圖像中的特征 點Pd的比例坐標（Xd/W，Yd/H)，所述虛擬位置信息包括虛擬圖像中的特征點Pd'的比例坐 標（Xd，/W'，Yd' /H'），（Xd，/W'，Yd' /H'）= (Xd/W，Yd/H)，W和Η分別為實際圖像的長和 寬，Xd和Yd為特征點Pd的二維坐標；將所述虛擬圖像中的特征點Pd'的比例坐標（Xd' / W'，Yd' /Η'）轉(zhuǎn)換為三維世界坐標點P0S2,并利用所述第一虛擬跟蹤設備的三維世界坐標 點P0S1和三維世界坐標點P0S2確定射線；其中，所述射線的起點為三維世界坐標點P0S1， 所述射線的方向為三維世界坐標點P0S1至三維世界坐標點P0S2 ;獲得所述射線碰撞到的 三維世界坐標點P0S3,并確定所述三維世界坐標點P0S3為所述運動目標在所述虛擬三維 環(huán)境中的第一三維坐標。
[0025] 所述確定模塊，具體用于在將虛擬圖像中的特征點Pd'的比例坐標（Xd'/W'，Yd'/ Η'）轉(zhuǎn)換為三維世界坐標點P0S2的過程中，計算所述第一虛擬跟蹤設備的投影矩陣為MP， 并計算所述第一虛擬跟蹤設備的視圖矩陣為Mv，并利用如下公式計算所述三維世界坐標點 P0S2 :所述三維世界坐標點P0S2 =Mv 4MP 4V;其中，所述V的坐標為（Xd' /W'，Yd' /Η'， η)，所述η為投影平面的深度。
[0026] 所述發(fā)送模塊，具體用于在通知所述第二真實跟蹤設備對所述運動目標進行跟蹤 的過程中，確定所述第二虛擬跟蹤設備的當前視角向量為第一向量，并確定所述第二虛擬 跟蹤設備的三維世界坐標點與所述運動目標在所述虛擬三維環(huán)境中的所述第一三維坐標 之間的視角向量為第二向量，并獲得所述第二真實跟蹤設備需要轉(zhuǎn)動的角度為所述第一向 量和所述第二向量之間的夾角；
[0027] 將所述第二真實跟蹤設備需要轉(zhuǎn)動的角度通知給所述第二真實跟蹤設備，以使所 述第二真實跟蹤設備在轉(zhuǎn)動所述角度后，對所述運動目標進行跟蹤。
[0028] 所述確定模塊，還用于在通知所述第二真實跟蹤設備對所述運動目標進行跟蹤之 后，在所述第二真實跟蹤設備對運動目標進行跟蹤的過程中，如果跟蹤到一個運動物體，則 接收來自所述第二真實跟蹤設備的所述運