本實(shí)用新型屬于智能安防監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種通過(guò)云臺(tái)背負(fù)的帶有長(zhǎng)焦變倍鏡頭的攝像機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行寬視野，連續(xù)實(shí)時(shí)的自動(dòng)縮放和自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)生活和公共環(huán)境(如生活小區(qū)、車站、鐵路、森林、機(jī)場(chǎng)等)的安防監(jiān)控意識(shí)也不斷增強(qiáng)。其中視頻監(jiān)控由于其直觀性，得到了廣泛的應(yīng)用。以云臺(tái)攝像機(jī)為代表的監(jiān)控方案，將攝像機(jī)安裝在云臺(tái)上，通過(guò)控制云臺(tái)水平方向和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控視野幾乎無(wú)盲區(qū)的監(jiān)控，尤其是安裝在云臺(tái)上的攝像機(jī)如果再配上長(zhǎng)焦變倍鏡頭，可進(jìn)一步增加監(jiān)控景深，實(shí)現(xiàn)數(shù)千米內(nèi)監(jiān)控視野的覆蓋，因此，以云臺(tái)攝像機(jī)為代表的監(jiān)控方案有著巨大的市場(chǎng)前景。

實(shí)際安防監(jiān)控中，通常我們感興趣的目標(biāo)都是運(yùn)動(dòng)的，因此也需要控制云臺(tái)做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)并同時(shí)縮放，才能始終使得目標(biāo)以適當(dāng)?shù)某叽绯霈F(xiàn)在監(jiān)控畫面中。如何控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)便成了實(shí)現(xiàn)云臺(tái)跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)，因此，突破該項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)云臺(tái)攝像機(jī)自動(dòng)縮放并跟蹤監(jiān)控視野中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，然后記錄其過(guò)程，分析其意圖，必將是未來(lái)智能安防監(jiān)控領(lǐng)域的主流趨勢(shì)。

由于通過(guò)監(jiān)控人員手動(dòng)控制的方式，存在不能得到連續(xù)的監(jiān)控畫面、不能跟蹤快速移動(dòng)的目標(biāo)以及工作人員的工作量大等不足，因此迫切需要通過(guò)程序自動(dòng)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法。目前已有的自動(dòng)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法中：一類是根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以圖像中心為參考點(diǎn)在圖像中的位置，來(lái)確定云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，而云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小有的被設(shè)置為固定值、或者更進(jìn)一步地根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的位置與圖像中心的距離和圖像中心與圖像邊緣的距離的比例關(guān)系，以及云臺(tái)角速度所能達(dá)到的上下限值來(lái)量化云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，這類方法由于云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的相關(guān)性，同樣存在不能得到流暢的監(jiān)控畫面以及對(duì)于快速移動(dòng)和速度多變的目標(biāo)容易跟丟的問(wèn)題；一類是借助額外加載如GPS定位追蹤設(shè)備，電子羅盤等設(shè)備，以獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)或自身在視場(chǎng)中的位置信息來(lái)控制云臺(tái)跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)，或者對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化校正，這一方面使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及成本增加，另一方面是在實(shí)際應(yīng)用中，隨機(jī)闖入監(jiān)控視場(chǎng)的目標(biāo)幾乎不可能攜帶這些輔助設(shè)備，限制了這些方法的實(shí)際應(yīng)用推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的相關(guān)性，存在不能得到流暢的監(jiān)控畫面以及對(duì)于快速移動(dòng)和速度多變的目標(biāo)容易跟丟的問(wèn)題，以及克服現(xiàn)有技術(shù)中控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)以跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)需要借助輔助設(shè)備定位的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)或裝置自身的位置信息的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)裝置。

本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)裝置，所述裝置包括：與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)連接的圖像獲取設(shè)備和處理設(shè)備，與處理設(shè)備連接的顯示設(shè)備；所述圖像獲取設(shè)備，捕獲并輸出監(jiān)控視頻流，接收所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的控制命令，控制圖像獲取設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的自動(dòng)縮放和自動(dòng)跟蹤的聯(lián)動(dòng)；所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，接收并轉(zhuǎn)發(fā)圖像獲取設(shè)備輸出的監(jiān)控視頻流，接收并轉(zhuǎn)發(fā)處理設(shè)備輸出的控制命令；所述處理設(shè)備，接收網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的監(jiān)控視頻流，依據(jù)視頻流中感興趣的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和像素面積得到并輸出控制命令，同時(shí)輸出標(biāo)記所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和像素面積的監(jiān)控視頻流；所述顯示設(shè)備，接收并顯示標(biāo)記所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和像素面積的監(jiān)控視頻流。

優(yōu)選實(shí)施例，所述圖像獲取設(shè)備包括云臺(tái)、攝像機(jī)、鏡頭，通過(guò)鏡頭與攝像機(jī)連接、攝像機(jī)與云臺(tái)連接的方式，使鏡頭、攝像機(jī)、云臺(tái)構(gòu)成一體，根據(jù)所述控制命令控制圖像獲取設(shè)備的云臺(tái)的角速度大小、角速度方向以及控制圖像獲取設(shè)備的鏡頭縮放，使得鏡頭和攝像機(jī)捕獲并發(fā)送監(jiān)控視頻流的同時(shí)能隨云臺(tái)一同轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的自動(dòng)縮放和自動(dòng)跟蹤的聯(lián)動(dòng)。

優(yōu)選實(shí)施例，在所述系統(tǒng)的處理設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案包括：像素差分比獲取模塊、云臺(tái)角速度查詢模塊、云臺(tái)角速度獲取模塊、像素面積獲取模塊和控制模塊之間的具體連接關(guān)系如下：

所述像素差分比獲取模塊，檢測(cè)監(jiān)控視頻流場(chǎng)景中感興趣的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置變化，輸出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比；

所述云臺(tái)角速度查詢模塊，查詢并輸出與當(dāng)前時(shí)刻緊鄰的前一時(shí)刻云臺(tái)的角速度；

所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)監(jiān)控視頻流場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素面積，輸出鏡頭的縮放數(shù)據(jù)；

云臺(tái)角速度獲取模塊，與對(duì)應(yīng)的像素差分比獲取模塊和云臺(tái)角速度查詢模塊連接，接收運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比和與當(dāng)前時(shí)刻緊鄰的前一時(shí)刻云臺(tái)的角速度，輸出當(dāng)前時(shí)刻云臺(tái)的角速度數(shù)據(jù)；

控制模塊，與云臺(tái)角速度獲取模塊和像素面積獲取模塊對(duì)應(yīng)連接，接收當(dāng)前時(shí)刻云臺(tái)的角速度數(shù)據(jù)和所述鏡頭的縮放數(shù)據(jù)，根據(jù)云臺(tái)控制協(xié)議將所述角速度數(shù)據(jù)和所述縮放數(shù)據(jù)封裝為控制命令，并將所述控制命令輸出到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

優(yōu)選實(shí)施例，所述像素差分比獲取模塊采用運(yùn)動(dòng)分解的方式獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比，即將所述云臺(tái)跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)以跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的過(guò)程分解為：先設(shè)置云臺(tái)為靜止，而設(shè)置運(yùn)動(dòng)目標(biāo)為運(yùn)動(dòng)；后設(shè)置運(yùn)動(dòng)目標(biāo)為靜止，而設(shè)置云臺(tái)為運(yùn)動(dòng)，分別檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在視頻流中的位置變化，得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和云臺(tái)的像素差分，根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和云臺(tái)的像素差分關(guān)系獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比。

優(yōu)選實(shí)施例，所述云臺(tái)角速度獲取模塊根據(jù)接收的當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比和云臺(tái)在前一時(shí)刻的角速度，獲得當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度。

優(yōu)選實(shí)施例，所述云臺(tái)角速度獲取模塊將當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度設(shè)置為云臺(tái)的角速度，即下一時(shí)刻云臺(tái)的角速度是當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度。

優(yōu)選實(shí)施例，所述云臺(tái)按與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度同步的角速度做相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，使所述云臺(tái)能夠跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)而跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

優(yōu)選實(shí)施例，所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積，并根據(jù)設(shè)定的期望的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積，獲得當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率，檢測(cè)所述縮放比率與設(shè)定的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率的上限閾值和下限閾值的關(guān)系，用于實(shí)現(xiàn)鏡頭縮放。

優(yōu)選實(shí)施例，所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)到當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率大于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率上限閾值，向控制模塊輸出延長(zhǎng)鏡頭的命令，用以放大運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；檢測(cè)到當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率小于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率下限閾值，向控制模塊輸出縮短鏡頭的命令，用以縮小運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；檢測(cè)到當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率上限閾值和下限閾值之間，向控制模塊輸出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不需要縮放的命令，使運(yùn)動(dòng)目標(biāo)大小保持不變。

本實(shí)用新型自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)裝置，具有如下有益效果：

(1)所述裝置的處理設(shè)備在處理云臺(tái)跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)以跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的任意瞬時(shí)過(guò)程時(shí)，將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)視為以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，這一觀點(diǎn)，為提出云臺(tái)要跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)，只需要云臺(tái)按與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度同步的角速度旋轉(zhuǎn)即可這一簡(jiǎn)單直接的解決方案，提供了前提。

采用運(yùn)動(dòng)分解的思想，將任意瞬時(shí)云臺(tái)跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)以跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的過(guò)程分解為先云臺(tái)靜止而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)以及后運(yùn)動(dòng)目標(biāo)靜止而云臺(tái)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段，根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和云臺(tái)的位移關(guān)系明確了任意瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度與當(dāng)前云臺(tái)的角速度的量化關(guān)系。

由于明確了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度與當(dāng)前云臺(tái)的角速度的量化關(guān)系，可在云臺(tái)每一最小動(dòng)作反應(yīng)周期內(nèi)，使云臺(tái)按與當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度同步的角速度旋轉(zhuǎn)，從而使得云臺(tái)可以自動(dòng)實(shí)時(shí)連續(xù)平滑穩(wěn)定地跟隨感興趣的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)縮放，使得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)始終能以適當(dāng)?shù)某叽顼@示在監(jiān)控畫面中，進(jìn)而可用于低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)如行人以及高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)如行駛的車輛、航行的輪船、起降的飛機(jī)等的監(jiān)控；平滑穩(wěn)定地跟隨感興趣的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)，可為實(shí)現(xiàn)識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，分析運(yùn)動(dòng)目標(biāo)行為意圖等高層次的智能安防監(jiān)控功能提供研究數(shù)據(jù)，對(duì)其有基礎(chǔ)意義；由于本實(shí)用新型可僅根據(jù)圖像處理與分析領(lǐng)域中的目標(biāo)跟蹤算法獲取的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在監(jiān)控圖像中的位置信息，即可實(shí)時(shí)計(jì)算運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度，不需要借助額外的輔助設(shè)備，這一方面使得方法本身簡(jiǎn)潔，另一方面使得裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)和推廣應(yīng)用。

(2)裝置的圖像獲取設(shè)備監(jiān)控視野寬廣，根據(jù)選擇的長(zhǎng)焦變倍鏡頭并配合云臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水平360°、垂直90°范圍內(nèi)數(shù)千米監(jiān)控視野的覆蓋，適用于生活小區(qū)、車站、鐵路、森林、機(jī)場(chǎng)等領(lǐng)域的監(jiān)控，由于監(jiān)控視野寬廣，可以減少監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)位，進(jìn)而降低監(jiān)控成本；

(3)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。裝置僅由高清攝像機(jī)、長(zhǎng)焦變倍鏡頭、云臺(tái)、交換機(jī)、公共網(wǎng)絡(luò)、后端處理設(shè)備以及顯示設(shè)備組成，其中根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要使用長(zhǎng)焦變倍鏡頭是為了擴(kuò)大監(jiān)控景深，為可選組件，使用公共網(wǎng)絡(luò)是為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，也為可選組件；

(4)裝置實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只需要將裝置的圖像獲取設(shè)備安裝在一個(gè)視角較好的地方，便可以對(duì)大范圍不同景深的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤聯(lián)動(dòng)，不需輔助調(diào)試校正，安裝應(yīng)用簡(jiǎn)便。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中處理設(shè)備技術(shù)方案的框架圖。

圖3為本實(shí)用新型運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素差分示意圖；

圖4為本實(shí)用新型云臺(tái)像素差分示意圖；

圖5為本實(shí)用新型設(shè)置云臺(tái)的角速度具體實(shí)施例；

圖6為本實(shí)用新型通過(guò)所述像素面積縮放鏡頭的具體實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1示出，本實(shí)用新型一種自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖，所述裝置包括：與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)連接的圖像獲取設(shè)備和處理設(shè)備，與處理設(shè)備連接的顯示設(shè)備；所述圖像獲取設(shè)備，捕獲并輸出監(jiān)控視頻流，接收所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的控制命令，控制圖像獲取設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的自動(dòng)縮放和自動(dòng)跟蹤的聯(lián)動(dòng)；所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，接收并轉(zhuǎn)發(fā)圖像獲取設(shè)備輸出的監(jiān)控視頻流，接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述處理設(shè)備輸出的控制命令；所述處理設(shè)備，接收網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的監(jiān)控視頻流，依據(jù)視頻流中感興趣的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和像素面積得到并輸出控制命令，同時(shí)輸出標(biāo)記所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和像素面積的監(jiān)控視頻流；所述顯示設(shè)備，接收并顯示標(biāo)記所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和像素面積的監(jiān)控視頻流。

請(qǐng)參閱圖2示出使用基于像素差分比的跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)的處理設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案包括：像素差分比獲取模塊、云臺(tái)角速度查詢模塊、云臺(tái)角速度獲取模塊、像素面積獲取模塊和控制模塊之間的具體連接關(guān)系如下：

所述像素差分比獲取模塊，檢測(cè)監(jiān)控視頻流場(chǎng)景中感興趣的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置變化，輸出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比；

所述云臺(tái)角速度查詢模塊，查詢并輸出與當(dāng)前時(shí)刻緊鄰的前一時(shí)刻云臺(tái)的角速度；

所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)監(jiān)控視頻流場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素面積，輸出鏡頭的縮放數(shù)據(jù)；

云臺(tái)角速度獲取模塊，與對(duì)應(yīng)的像素差分比獲取模塊和云臺(tái)角速度查詢模塊連接，接收運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比和與當(dāng)前時(shí)刻緊鄰的前一時(shí)刻云臺(tái)的角速度，輸出當(dāng)前時(shí)刻云臺(tái)的角速度數(shù)據(jù)；

控制模塊，與云臺(tái)角速度獲取模塊和像素面積獲取模塊對(duì)應(yīng)連接，接收當(dāng)前時(shí)刻云臺(tái)的角速度數(shù)據(jù)和所述鏡頭的縮放數(shù)據(jù)，根據(jù)云臺(tái)控制協(xié)議將所述角速度數(shù)據(jù)和所述縮放數(shù)據(jù)封裝為控制命令，并將所述控制命令輸出到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

所述圖像獲取設(shè)備包括云臺(tái)、攝像機(jī)、鏡頭；通過(guò)鏡頭與攝像機(jī)連接、攝像機(jī)與云臺(tái)連接的方式，使鏡頭、攝像機(jī)、云臺(tái)構(gòu)成一體，根據(jù)所述控制命令控制圖像獲取設(shè)備的云臺(tái)的角速度大小、角速度方向以及控制圖像獲取設(shè)備的鏡頭縮放，使得鏡頭和攝像機(jī)捕獲并發(fā)送監(jiān)控視頻流的同時(shí)可隨云臺(tái)一同轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的自動(dòng)縮放和自動(dòng)跟蹤的聯(lián)動(dòng)。所述鏡頭是長(zhǎng)焦電動(dòng)變倍鏡頭，如32倍光學(xué)電動(dòng)變焦鏡頭；所述攝像機(jī)是高清攝像機(jī)；所述云臺(tái)是以能載重?cái)z像機(jī)和鏡頭重量為準(zhǔn)的普通云臺(tái)。使用長(zhǎng)焦變倍鏡頭是為了擴(kuò)大監(jiān)控景深，為可選組件。

所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括：交換機(jī)以及公共網(wǎng)絡(luò)。使用公共網(wǎng)絡(luò)是為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，為可選組件。

所述處理設(shè)備，是DSP處理器、工作站或者計(jì)算機(jī)。

所述顯示設(shè)備，是液晶顯示器或者顯示屏。

圖像獲取設(shè)備的云臺(tái)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤過(guò)程可分解為任意瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，云臺(tái)只需按與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度同步的角速度旋轉(zhuǎn)，便可實(shí)現(xiàn)使所述云臺(tái)跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)而跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

所述處理設(shè)備的所述像素差分比獲取模塊采用運(yùn)動(dòng)分解的方式獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比，即將所述云臺(tái)跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)以跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的過(guò)程分解為先將云臺(tái)設(shè)為靜止，而設(shè)置運(yùn)動(dòng)目標(biāo)為運(yùn)動(dòng)，后將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)設(shè)為靜止，而設(shè)置云臺(tái)為運(yùn)動(dòng)，分別檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在視頻流中的位置變化，得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和云臺(tái)的像素差分，根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和云臺(tái)的像素差分關(guān)系獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比。

本實(shí)用新型中利用運(yùn)動(dòng)分解獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比的具體實(shí)施例的步驟包括：

步驟S1a：請(qǐng)參閱圖3示出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素差分示意圖，采用運(yùn)動(dòng)分解的思想，先云臺(tái)設(shè)為靜止而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)，以求得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分，設(shè)置運(yùn)動(dòng)目標(biāo)此時(shí)由o點(diǎn)水平向右運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，即

L_do＝d-o＝v_o·t (1)

步驟S1b：請(qǐng)參閱圖4示出云臺(tái)像素差分示意圖，采用運(yùn)動(dòng)分解的思想，再運(yùn)動(dòng)目標(biāo)靜止而云臺(tái)運(yùn)動(dòng)，以求得云臺(tái)的像素差分，設(shè)置云臺(tái)此時(shí)由p點(diǎn)水平向右運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，即

L_dp＝d-p＝v_p·t (2)

步驟S1c：根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和云臺(tái)的像素差分關(guān)系，求得像素差分比，由公式(1)、(2)可得：

而角速度和線速度的關(guān)系為：

其中r為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)距離攝像機(jī)的距離，則有：

即像素差分比可表示為

公式中v_o為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)所需線速度、v_p為云臺(tái)映射到目標(biāo)對(duì)應(yīng)處運(yùn)動(dòng)所需線速度、t為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和云臺(tái)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間、w_o為當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度、w_p為云臺(tái)在前一時(shí)刻的角速度。在實(shí)際應(yīng)用中，公式(5)中表示目標(biāo)在圖像中位置的參數(shù)d、o、p通過(guò)圖像處理與分析領(lǐng)域中的目標(biāo)跟蹤算法獲得，云臺(tái)在前一時(shí)刻的角速度w_p通過(guò)查詢?cè)婆_(tái)信息獲得。

請(qǐng)參閱圖5所示為利用處理設(shè)備設(shè)置云臺(tái)的角速度的具體實(shí)施例，所述處理設(shè)備設(shè)置云臺(tái)的角速度的具體實(shí)施例的步驟包括：

步驟S2a：所述云臺(tái)角速度查詢模塊獲得前一時(shí)刻云臺(tái)的角速度w_p；

步驟S2b：根據(jù)接收的當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素差分比D和云臺(tái)前一時(shí)刻的角速度w_p，所述云臺(tái)角速度獲取模塊獲得當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度w_o，由公式(5)、(6)可知，當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度w_o為：

w_o＝D·w_p (7)

步驟S2c：所述云臺(tái)角速度獲取模塊，將當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度w_o設(shè)置為云臺(tái)的角速度，即下一時(shí)刻云臺(tái)的角速度是當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度，表示為：

w_p＝w_o (8)

并將云臺(tái)下一時(shí)刻的角速度w_p傳輸?shù)娇刂颇K；為了使云臺(tái)始終跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)聯(lián)動(dòng)而跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，所述云臺(tái)也應(yīng)按與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度同步的角速度做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

請(qǐng)參閱圖6示出利用處理設(shè)備縮放鏡頭的具體實(shí)施例，所述處理設(shè)備的所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積S_c，并根據(jù)設(shè)定的期望的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積S_e，獲得當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積的面積縮放比率R_c，檢測(cè)所述當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率與設(shè)定的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率上限閾值R_h和下限閾值R_l的關(guān)系實(shí)現(xiàn)鏡頭縮放；

所述像素面積縮放比率R_c表示為：

所述處理設(shè)備縮放鏡頭的具體實(shí)施步驟包括：

步驟S3a：所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)到R_c>R_h，則向控制模塊傳輸延長(zhǎng)鏡頭的命令到圖像獲取設(shè)備的鏡頭，用以放大運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，當(dāng)前時(shí)刻鏡頭縮放系數(shù)Z_c：

Z_c＝Z_p-R_c·Z_r (10)

步驟S3b：所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)到R_c<R_l，則向控制模塊傳輸縮短鏡頭的命令到圖像獲取設(shè)備的鏡頭，用以縮小運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，當(dāng)前時(shí)刻鏡頭縮放系數(shù)Z_c：

步驟S3c：所述像素面積獲取模塊，檢測(cè)到R_l≤R_c≤R_h，則向控制模塊傳輸運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不需要縮放的命令到圖像獲取設(shè)備的鏡頭，使運(yùn)動(dòng)目標(biāo)大小保持不變；其中Z_p為前一時(shí)刻鏡頭的縮放系數(shù)，Z_r為根據(jù)使用鏡頭確定的比例因子。在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積縮放比率上限閾值R_h和下限閾值R_l以及期望的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積S_e根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素面積S_c通過(guò)圖像處理與分析領(lǐng)域中的目標(biāo)跟蹤算法獲得。

上述闡述了一種自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)裝置，該裝置基于任意瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在切線方向上的角速度的求解方法和根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的像素面積縮放鏡頭的方法實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)中，采用PELCO-D協(xié)議控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)以及鏡頭的縮放。由于普通云臺(tái)所能產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)速度是以速度等級(jí)離散的分布在所能達(dá)到的速度下限和上限之間，所以這里選擇與計(jì)算出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以云臺(tái)為參考點(diǎn)的角速度最接近的云臺(tái)速度等級(jí)來(lái)控制云臺(tái)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)平滑連續(xù)的自動(dòng)縮放和自動(dòng)跟蹤的聯(lián)動(dòng)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型中的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的包含范圍之內(nèi)。