本發(fā)明屬于目標跟蹤領(lǐng)域，尤其涉及一種目標跟蹤方法、存儲設(shè)備及目標跟蹤裝置。

背景技術(shù)：

目前，在智慧課堂領(lǐng)域，尤其是在智慧教室中，對運動目標進行跟蹤時，采用以下兩種方案：

1、采用定位頭與跟蹤頭綁定的攝像機對運動目標進行跟蹤；

2、定位頭與跟蹤頭相分離，其中，所述定位頭用于對運動目標進行定位，所述跟蹤頭用于根據(jù)定位頭的反饋結(jié)果，對運動目標進行跟蹤拍攝。

但是，上述兩種方案存在的共同問題是僅僅是對運動目標進行二維跟蹤拍攝，不能實現(xiàn)對運動目標的三維的準確跟蹤定位，嚴重影響了智慧課堂的教學效果。

因此，迫切需要提供一種目標跟蹤方案來解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種目標跟蹤方法、存儲設(shè)備及目標跟蹤裝置，以解決上述問題。

本發(fā)明實施例公開了一種目標跟蹤方法，包括以下步驟：通過雙目攝像機，獲取運動目

標的第一三維坐標d；

根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；

根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

本發(fā)明還公開了一種存儲設(shè)備，其中存儲有多條指令，所述指令適于由處理器加載并執(zhí)行，包括：

通過雙目攝像機，獲取運動目標的第一三維坐標d；

根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；

根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

本發(fā)明實施例還公開了一種目標跟蹤裝置，包括：處理器，適于實現(xiàn)各指令；

存儲設(shè)備，適于存儲多條指令，所述指令適于由所述處理器加載并執(zhí)行；

通過雙目攝像機，獲取運動目標的第一三維坐標d；

根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；

根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

本發(fā)明實施例提供以下技術(shù)方案：通過雙目攝像機，獲取運動目標的第一三維坐標d；根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

上述技術(shù)方案中，通過云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標及所述第一三維坐標，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標，實現(xiàn)了對運動目標的三維的準確跟蹤定位，大大提升了智慧課堂的教學效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的一較佳實施例提供的目標跟蹤方法的流程圖；

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的一較佳實施例提供的目標跟蹤裝置的框圖。

具體實施方式

下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例提供的目標跟蹤方法的流程圖，包括以下步驟：

步驟101：通過雙目攝像機，獲取運動目標的第一三維坐標d；

進一步地，所述雙目攝像機由至少兩個分析定位攝像機組成。

步驟102：:根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；

進一步地，所述云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r的獲取過程為：

獲取云臺攝像機相對世界坐標系的俯視角、水平偏移角、旋轉(zhuǎn)角；

根據(jù)所述俯視角、所述水平偏移角、所述旋轉(zhuǎn)角，獲取所述云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r。

進一步地，所述俯視角ψ＝((t1-t0)/lammdat，所述水平偏移角θ＝((p1-p0)/lammdap，所述旋轉(zhuǎn)角其中，所述lammdap表示所述云臺攝像機水平轉(zhuǎn)1度時對應(yīng)的位移，所述lammdat表示所述云臺攝像機上下轉(zhuǎn)1度時對應(yīng)的位移；

獲得云臺攝像機原點位置對應(yīng)的絕對坐標：(p0，t0，z0)；控制所述云臺攝像機畫面中心指向參考物上對應(yīng)的對稱點，且所述云臺攝像機中的畫面與所述參考物平行，記錄此時的所述云臺攝像機的絕對坐標：(p1，t1，z0)；

通過參考物上的對稱點掛一條垂線，所述云臺攝像機中的畫面中標定出所述垂線，進而

獲取所述垂線在畫面中的斜率k。

進一步地，

所述r＝rz*rx*ry；

具體而言：

預(yù)先對云臺攝像機、分析定位攝像機和世界坐標系進行標定。

預(yù)先選擇和云臺安裝墻面相對的墻面為參考物。

查詢記錄安裝好后的云臺原點位置對應(yīng)的絕對坐標：(p0，t0，z0)；

控制所述云臺攝像機畫面中心指向參考物上對應(yīng)的對稱點，且所述云臺攝像機中的畫面與所述參考物平行，記錄此時的所述云臺攝像機的絕對坐標：(p1，t1，z0)；

測量云臺攝像機頭轉(zhuǎn)1度下ptz大小，記錄云臺攝像機頭水平最左位置pl，及最右位置pr，以及此時云臺攝像機一共所轉(zhuǎn)的角度cp，lammdap＝(pr-pl)/cp；

記錄云臺攝像機頭俯視最低位置td，及臺頭最上位置tu，以及此時云臺攝像機一共所轉(zhuǎn)的角度ct，lammdat＝(tu-td)/ct.事實證明，一般情況下lammdat＝lammdap。

云臺攝像機相對世界坐標系的俯視角ψ＝((t1-t0)/lammdat)和水平偏移角θ＝((p1-p0)/lammdap)。

在參考墻面上掛一條過云臺攝像機對稱點的鉛垂線，在云臺攝像機畫面中標定出該條鉛垂線，測量該線段在畫面中斜率k，云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)角＝atan(k)。

據(jù)此可通過云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r，pc＝r(p0-t)，計算運動目標在云臺攝像機坐標系的位置坐標pc。其中p0為運動目標在世界坐標系中的3d坐標，t為雙目攝像機相對于世界坐標系的3d坐標，r＝rz*rx*ry(yxz旋轉(zhuǎn)順序)為旋轉(zhuǎn)平移矩陣。

所述r＝rz*rx*ry；

步驟103：根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

進一步地，所述pc＝r(f-d)。

從上述實施例可以獲知：

云臺攝像機和世界坐標系關(guān)聯(lián)，同時雙目攝像機也可和世界坐標系關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)初始使用雙目攝像機定位感興趣的運動目標，當運動目標被檢測后使用雙目攝像機可以測量出運動目標在世界坐標系中的3d坐標，在粗定位后根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣，運動目標在世界坐標系中的坐標，獲取運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標，根據(jù)所述位置坐標，控制云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。還可以通過采用人臉檢測及識別技術(shù)，運用交互多模型(卡爾曼濾波)對目標3d位置進行建模跟蹤。

本發(fā)明實施例還提供了一種存儲設(shè)備，其中存儲有多條指令，所述指令適于由處理器加載并執(zhí)行，包括：

通過雙目攝像機，獲取運動目標的第一三維坐標d；

根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；

根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

進一步地，所述pc＝r(f-d)。

進一步地，所述云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r的獲取過程為：

獲取云臺攝像機相對世界坐標系的俯視角、水平偏移角、旋轉(zhuǎn)角；

根據(jù)所述俯視角、所述水平偏移角、所述旋轉(zhuǎn)角，獲取所述云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r。

進一步地，所述俯視角ψ＝((t1-t0)/lammdat，所述水平偏移角θ＝((p1-p0)/lammdap，所述旋轉(zhuǎn)角其中，所述lammdap表示所述云臺攝像機水平轉(zhuǎn)1度時對應(yīng)的位移，所述lammdat表示所述云臺攝像機上下轉(zhuǎn)1度時對應(yīng)的位移；

獲得云臺攝像機原點位置對應(yīng)的絕對坐標：(p0，t0，z0)；控制所述云臺攝像機畫面中心指向參考物上對應(yīng)的對稱點，且所述云臺攝像機中的畫面與所述參考物平行，記錄此時的所述云臺攝像機的絕對坐標：(p1，t1，z0)；

通過參考物上的對稱點掛一條垂線，所述云臺攝像機中的畫面中標定出所述垂線，進而獲取所述垂線在畫面中的斜率k。

進一步地，

所述r＝rz*rx*ry；

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的一較佳實施例提供的目標跟蹤裝置的框圖，包括：處理器，適于實現(xiàn)各指令；

存儲設(shè)備，適于存儲多條指令，所述指令適于由所述處理器加載并執(zhí)行；

通過雙目攝像機，獲取運動目標的第一三維坐標d；

根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；

根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

進一步地，所述pc＝r(f-d)。

進一步地，所述云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r的獲取過程為：

獲取云臺攝像機相對世界坐標系的俯視角、水平偏移角、旋轉(zhuǎn)角；

根據(jù)所述俯視角、所述水平偏移角、所述旋轉(zhuǎn)角，獲取所述云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r。

進一步地，所述俯視角ψ＝((t1-t0)/lammdat，所述水平偏移角θ＝((p1-p0)/lammdap，所述旋轉(zhuǎn)角其中，所述lammdap表示所述云臺攝像機水平轉(zhuǎn)1度時對應(yīng)的位移，所述lammdat表示所述云臺攝像機上下轉(zhuǎn)1度時對應(yīng)的位移；

獲得云臺攝像機原點位置對應(yīng)的絕對坐標：(p0，t0，z0)；控制所述云臺攝像機畫面中心指向參考物上對應(yīng)的對稱點，且所述云臺攝像機中的畫面與所述參考物平行，記錄此時的所述云臺攝像機的絕對坐標：(p1，t1，z0)；

通過參考物上的對稱點掛一條垂線，所述云臺攝像機中的畫面中標定出所述垂線，進而獲取所述垂線在畫面中的斜率k。

進一步地，

所述r＝rz*rx*ry；

本發(fā)明實施例提供以下技術(shù)方案：通過雙目攝像機，獲取運動目標的第一三維坐標d；根據(jù)云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣r、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標f及所述第一三維坐標d，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標pc；根據(jù)所述位置坐標pc，控制所述云臺攝像機對所述運動目標進行跟蹤。

上述技術(shù)方案中，通過云臺攝像機相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣、所述運動目標在世界坐標系中的第二三維坐標及所述第一三維坐標，獲取所述運動目標在所述云臺攝像機中的位置坐標，實現(xiàn)了對運動目標的三維的準確跟蹤定位，大大提升了智慧課堂的教學效果。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。