本發(fā)明涉及目標(biāo)檢測及跟蹤領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)時(shí)攝像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在大型田徑運(yùn)動會上，經(jīng)常會直播運(yùn)動員比賽的全過程。傳統(tǒng)的檢測方法是動態(tài)目標(biāo)跟蹤方法，即攝像頭跟隨運(yùn)動員一起，或者攝像頭固定在某一個(gè)位置搖動攝像頭，進(jìn)行動態(tài)目標(biāo)跟蹤。這樣最大的弊端就是跟蹤的目標(biāo)監(jiān)控時(shí)間短暫以及比賽全過程不能完整記錄下來。

公開號為cn105208282a的專利提供了一種比賽現(xiàn)場根據(jù)籃球位置控制攝像頭自動跟拍的方法，包括云臺；包括跟蹤控制單元，所述跟蹤控制單元包括采集模塊、轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、終端通訊模塊、顯示模塊、球體識別模塊；包括高清可變焦可360°轉(zhuǎn)動的攝像機(jī)；包括視頻處理單元；所述終端通訊模塊與攝像機(jī)通訊。該發(fā)明提供的一種比賽現(xiàn)場根據(jù)籃球位置控制攝像頭自動跟拍的方法，對球體的準(zhǔn)確識別以及對攝像頭的自動控制是其中主要解決的問題。但是該發(fā)明是將攝像頭固定在一個(gè)位置搖擺，進(jìn)行動態(tài)目標(biāo)的跟蹤。

公開號為cn104835182a的專利提供了一種攝像機(jī)上實(shí)現(xiàn)動態(tài)目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤的方法，所述的方法包括攝像機(jī)采集所述的動態(tài)目標(biāo)的圖像；控制模塊基于svm方法特征檢測以及基于相鄰幀差法運(yùn)動檢測對所述的動態(tài)目標(biāo)的圖像進(jìn)行分析；所述的攝像機(jī)根據(jù)所述的控制模塊的分析結(jié)果調(diào)整所述的攝像機(jī)的方向及位置，以實(shí)現(xiàn)對所述的動態(tài)目標(biāo)的跟蹤。采用該種結(jié)構(gòu)的攝像機(jī)上實(shí)現(xiàn)動態(tài)目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤的方法，同時(shí)采用svm方法檢測和相鄰幀差法運(yùn)動檢測，具有更好的檢測能力，能更精確的捕捉到目標(biāo)位置，并能控制攝像機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行有效跟蹤，對于復(fù)雜背景的適應(yīng)能力，很大程度上降低了靜態(tài)目標(biāo)誤檢率，克服svm方法檢測時(shí)動態(tài)背景適應(yīng)能力的問題，應(yīng)用范圍廣泛。該發(fā)明也是將攝像頭固定在一個(gè)位置搖擺，進(jìn)行動態(tài)目標(biāo)的跟蹤。不能高質(zhì)量地監(jiān)控動態(tài)目標(biāo)比賽全過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題目的在于提供一種實(shí)時(shí)攝像方法及系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)的動態(tài)目標(biāo)跟蹤方法跟蹤目標(biāo)監(jiān)控時(shí)間短暫，動態(tài)目標(biāo)運(yùn)動的全過程不能完整記錄的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種實(shí)時(shí)攝像方法，包括步驟：

s1、計(jì)算動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與均勻安裝在攝像范圍側(cè)的攝像頭的位置信息；

s2、判斷所述位置信息是否滿足預(yù)設(shè)條件，若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；

s3、根據(jù)所述進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列的位置信息將攝像頭由大到小編號并放置到攝像切換的循環(huán)隊(duì)列；

s4、呈現(xiàn)所述最大編號的攝像頭拍攝的畫面。

進(jìn)一步地，均勻安裝所述攝像頭的步驟具體包括：

根據(jù)所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動速率與視覺暫留時(shí)間計(jì)算所述攝像范圍側(cè)的攝像頭的間隔距離；

根據(jù)所述攝像范圍側(cè)的長度大小及所述間隔距離計(jì)算均勻安裝所述攝像頭的數(shù)量。

進(jìn)一步地，步驟s1具體包括：

計(jì)算所述攝像頭與所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離與歐式距離以及所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與所述攝像頭的方向向量的夾角。

進(jìn)一步地，步驟s2具體包括：

判斷所述攝像頭與所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的歐氏距離是否不大于第一閾值且所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與所述攝像頭的方向向量的夾角不大于第二閾值，若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。

進(jìn)一步地，步驟s3具體包括：

根據(jù)所述攝像頭與所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離將攝像頭由大到小編號并放置到攝像切換的循環(huán)隊(duì)列。

一種實(shí)時(shí)攝像系統(tǒng)，包括：

計(jì)算模塊，用于計(jì)算動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與均勻安裝在攝像范圍側(cè)的攝像頭的位置信息；

判斷模塊，用于判斷所述位置信息是否滿足預(yù)設(shè)條件，若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；

循環(huán)模塊，用于根據(jù)所述進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列的位置信息將攝像頭由大到小編號并放置到攝像切換的循環(huán)隊(duì)列；

呈現(xiàn)模塊，用于呈現(xiàn)所述最大編號的攝像頭拍攝的畫面。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算模塊包括：

均勻安裝計(jì)算單元；用于根據(jù)所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動速率與視覺暫留時(shí)間計(jì)算所述攝像范圍側(cè)的攝像頭的間隔距離并根據(jù)所述攝像范圍側(cè)的長度大小及所述間隔距離計(jì)算均勻安裝所述攝像頭的數(shù)量。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算模塊還包括：

位置信息計(jì)算單元，用于計(jì)算所述攝像頭與所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離與歐式距離以及所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與所述攝像頭的方向向量的夾角。

進(jìn)一步地，所述判斷模塊還用于判斷所述攝像頭與所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的歐氏距離是否不大于第一閾值且所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與所述攝像頭的方向向量的夾角不大于第二閾值，若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。

進(jìn)一步地，所述循環(huán)模塊還用于根據(jù)所述攝像頭與所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離將攝像頭由大到小編號并放置到攝像切換的循環(huán)隊(duì)列。

本發(fā)明與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：

利用余弦距離和循環(huán)隊(duì)列算法，高質(zhì)量監(jiān)控動態(tài)目標(biāo)運(yùn)動的全過程。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)時(shí)攝像方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)時(shí)攝像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例計(jì)算余弦距離的坐標(biāo)軸示意圖。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

本實(shí)施例提供了一種實(shí)時(shí)攝像方法，如圖1所示，包括步驟：

s11：計(jì)算動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與均勻安裝在攝像范圍側(cè)的攝像頭的位置信息；

s12：判斷位置信息是否滿足預(yù)設(shè)條件，若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；

s13：根據(jù)所述進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列的位置信息，將攝像頭由大到小編號并放置到攝像切換的循環(huán)隊(duì)列；

s14：呈現(xiàn)最大編號的攝像頭拍攝的畫面。

本實(shí)施例通過計(jì)算動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的余弦距離，由大到小將攝像頭的編號放置到循環(huán)隊(duì)列。由此達(dá)到高質(zhì)量監(jiān)控動態(tài)目標(biāo)比賽的全過程，同時(shí)不影響比賽過程的目的。

其中，余弦距離，也稱為余弦相似度，是用向量空間中兩個(gè)向量夾角的余弦值作為衡量兩個(gè)個(gè)體間差異的大小的度量。

向量，是多維空間中有方向的線段，如果兩個(gè)向量的方向一致，即夾角接近零，那么這兩個(gè)向量就相近。而要確定兩個(gè)向量方向是否一致，這就要用到余弦定理計(jì)算向量的夾角。

循環(huán)隊(duì)列是指，為充分利用向量空間，克服“假溢出”現(xiàn)象的方法是：將向量空間想象為一個(gè)首尾相接的圓環(huán)，并稱這種向量為循環(huán)向量。存儲在其中的隊(duì)列稱為循環(huán)隊(duì)列。這種循環(huán)隊(duì)列可以以單鏈表的方式來在實(shí)際編程應(yīng)用中來實(shí)現(xiàn)。

其中，系統(tǒng)作為隊(duì)列用的存儲區(qū)還沒有滿,但隊(duì)列卻發(fā)生了溢出,我們把這種現(xiàn)象稱為“假溢出”。單鏈表是一種鏈?zhǔn)酱嫒〉臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用一組地址任意的存儲單元存放線性表中的數(shù)據(jù)元素。

循環(huán)隊(duì)列中，由于入隊(duì)時(shí)尾指針向前追趕頭指針；出隊(duì)時(shí)頭指針向前追趕尾指針，造成隊(duì)空和隊(duì)滿時(shí)頭尾指針均相等。因此無法通過條件front＝＝rear來判別隊(duì)列是"空"還是"滿"。

解決這個(gè)問題的方法如下：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用的：隊(duì)滿時(shí)：(rear+1)％n＝＝front，n為隊(duì)列長度(所用數(shù)組大小)，由于rear，front均為所用空間的指針，循環(huán)只是邏輯上的循環(huán)，所以需要求余運(yùn)算。如圖情況，隊(duì)已滿，但是rear(5)+1＝6?。絝ront(0)，對空間長度求余，作用就在此6％6＝0＝front(0)。

類型定義采用環(huán)狀模型來實(shí)現(xiàn)隊(duì)列,各數(shù)據(jù)成員的意義如下：

front指定隊(duì)首位置，刪除一個(gè)元素就將front順時(shí)針移動一位；

rear指向元素要插入的位置，插入一個(gè)元素就將rear順時(shí)針移動一位；

count存放隊(duì)列中元素的個(gè)數(shù)，當(dāng)count等于maxqsize時(shí)，不可再向隊(duì)列中插入元素。

隊(duì)空：count＝0

隊(duì)滿：count＝maxqsize

循環(huán)隊(duì)列的操作特點(diǎn)是“先進(jìn)先出”。前者主要是頭指針、尾指針的使用，后者主要是理解循環(huán)隊(duì)列提出的原因及其特點(diǎn)。兩者都要掌握隊(duì)列空與滿的判定條件以及出隊(duì)列、入隊(duì)列操作的實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例中，在攝像范圍側(cè)每隔固定距離安裝一臺攝像頭。

其中，均勻安裝攝像頭的具體步驟為：

根據(jù)動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動速率與視覺暫留時(shí)間計(jì)算攝像范圍側(cè)的攝像頭的間隔距離；

根據(jù)攝像范圍側(cè)的長度大小及間隔距離計(jì)算均勻安裝攝像頭的數(shù)量。

優(yōu)選的，以百米跑道為例，在百米跑道一側(cè)每隔固定距離安裝一臺攝像頭，如圖3所示。

優(yōu)選的，在百米跑道的一側(cè)每隔2.5米固定安裝一臺攝像頭。

由于攝像頭距離跑道外環(huán)線的最短距離將直接影響拍攝的畫面的清晰度和拍攝跑道的范圍，但本發(fā)明只需要保證相鄰兩個(gè)攝像頭所能夠拍攝的范圍沒有死角即可。

在物體快速運(yùn)動時(shí)，當(dāng)人眼所看到的影像消失后，人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.1～0.4秒左右的圖像，這種現(xiàn)象被稱為視覺暫留現(xiàn)象。而田徑運(yùn)動員在比賽的過程中平均速度是10米/秒，因此相鄰兩個(gè)攝像頭應(yīng)保持的距離在1米到4米之間，就可以保證攝像頭切換畫面時(shí)給觀看者的影響視覺是連續(xù)的，這里選取的距離為2.5米，因此在百米跑道上安裝的攝像頭數(shù)量可為40臺。

每臺攝像頭固定編號，這些攝像頭按照順時(shí)針方向組合成單向循環(huán)隊(duì)列，隊(duì)首指針為頭部指針，即front指針，隊(duì)尾指針為尾部指針，即rear指針。

其中，循環(huán)隊(duì)列頭部指針指向余弦距離最大的攝像頭，循環(huán)隊(duì)列尾部指針指向余弦距離最小的攝像頭。畫面呈現(xiàn)的是頭部指針對應(yīng)的攝像頭里面的畫面。由此達(dá)到高質(zhì)量監(jiān)控動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)比賽的全過程，同時(shí)不影響比賽過程的目的。

本實(shí)施例中，所述攝像頭的位置信息需滿足預(yù)設(shè)條件才能進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列，具體包括步驟：

計(jì)算攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離與歐氏距離以及動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的方向向量的夾角；

判斷攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的歐氏距離是否不大于第一閾值且動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的方向向量的夾角不大于第二閾值；若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。

具體的，余弦距離的計(jì)算具體包括如下步驟：

對每一個(gè)動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)、每一個(gè)攝像頭以及跑道建立二維坐標(biāo)圖；

根據(jù)攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的坐標(biāo)信息計(jì)算每個(gè)攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離。

其中，動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的余弦距離通過安置于動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的位置定位器計(jì)算。

優(yōu)選的，以跑道的圓心為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)，橫坐標(biāo)為起點(diǎn)與原點(diǎn)的連線，縱坐標(biāo)垂直于橫坐標(biāo)，如圖3所示。

所有攝像頭的坐標(biāo)位置信息可以確定下來。

假設(shè)任意攝像頭的坐標(biāo)為an(xn,yn)，其中0≤n≤40,動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的坐標(biāo)為d(x,y)，則動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)到攝像頭的方向向量為w(an_d)＝(xn-x，yn-y)，攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的距離wn＝|w(an_d)；

這里設(shè)定攝像頭i與跑道中心的單向箭頭線li，攝像頭i與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的連線為虛線di，設(shè)定li和di夾角標(biāo)記為ai(0≤ai≤90)。則攝像頭i與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離為cos(ai)。

設(shè)定當(dāng)前動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)坐標(biāo)為pt(xt，yt)，距離當(dāng)前時(shí)間的前0.2秒的估計(jì)坐標(biāo)為p0(x0，y0)，則運(yùn)動員的方向向量p＝(xt-x0，yt-y0)，同時(shí)可以求出p和w(an_d)的夾角為：

θ＝arcos[(xn-x,yn-y)(xt-x0,yt-y0)]/[|(xn-x,yn-y)|*|(xt-x0,yt-y0)|]

如圖3所示，e是經(jīng)過動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)pt和跑道圓心(0,0)的虛線，f是垂直于e的虛線，跑道的半徑標(biāo)志為r。

將所有攝像頭的距離按照以上步驟計(jì)算完成后，生成隊(duì)列q。

本實(shí)施例中，判斷攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的歐氏距離是否不大于第一閾值且動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的方向向量的夾角不大于第二閾值；若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。

具體的，判斷隊(duì)列q是否能進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列，需同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

1)滿足wn≤r，即攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的歐氏距離不大于跑道半徑。圖3中f虛線的左上方所有攝像頭均滿足，但是f虛線的右下方的攝像頭不滿足條件。

2)θ≤90°，即動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)到攝像頭的方向向量夾角不大于90度。圖3中e虛線的下方攝像頭均滿足條件，上方的攝像頭均不滿足條件。

隊(duì)列q中同事滿足下面兩個(gè)條件的進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列，否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。即虛線e和f的左下方部分進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。

將所有攝像頭的編號按照余弦距離放入到循環(huán)隊(duì)列中，而頭部指針指向的是余弦值最大的攝像頭，尾部指針指向的是余弦距離最小的攝像頭,則front＝(rear+1％)40。

隨著動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動，會出現(xiàn)攝像頭影像切換。根據(jù)動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動切換攝像頭拍攝的畫面。此時(shí)iffront.next?。絥ull則front->front.next；根據(jù)實(shí)際情況可知，在隊(duì)列中的攝像頭的排列順序與他們實(shí)際情況的位置序列是一致的，因此當(dāng)檢測沒有進(jìn)入隊(duì)列的攝像頭，若出現(xiàn)同時(shí)滿足入隊(duì)的兩個(gè)條件的時(shí)候(通過控制檢測時(shí)間間隔，可控制僅出現(xiàn)一個(gè)攝像頭為ai滿足入隊(duì)條件)，則直接執(zhí)行ai＝rear.next，rear＝rear.next；。

本實(shí)施例中，呈現(xiàn)余弦距離最大的攝像頭拍攝的畫面?？梢匀轿坏夭蹲降教飶竭\(yùn)動員比賽的全過程，并且不影響觀看效果。

本實(shí)施例還提供了一種實(shí)時(shí)攝像系統(tǒng)，如圖2所示，包括：

計(jì)算模塊21，用于計(jì)算動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與均勻安裝在攝像范圍側(cè)的攝像頭的位置信息；

判斷模塊22，用于判斷位置信息是否滿足預(yù)設(shè)條件，若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；

循環(huán)模塊23，用于根據(jù)進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列的位置信息將攝像頭由大到小編號并放置到攝像切換的循環(huán)隊(duì)列；

呈現(xiàn)模塊24，用于呈現(xiàn)最大編號的攝像頭拍攝的畫面。

本實(shí)施例通過計(jì)算動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的余弦距離，由大到小將攝像頭的編號放置到循環(huán)隊(duì)列。由此達(dá)到高質(zhì)量監(jiān)控動態(tài)目標(biāo)比賽的全過程，同時(shí)不影響比賽過程的目的。

其中，余弦距離，也稱為余弦相似度，是用向量空間中兩個(gè)向量夾角的余弦值作為衡量兩個(gè)個(gè)體間差異的大小的度量。

循環(huán)隊(duì)列是指，為充分利用向量空間，克服“假溢出”現(xiàn)象的方法是：將向量空間想象為一個(gè)首尾相接的圓環(huán)，并稱這種向量為循環(huán)向量。存儲在其中的隊(duì)列稱為循環(huán)隊(duì)列。這種循環(huán)隊(duì)列可以以單鏈表的方式來在實(shí)際編程應(yīng)用中來實(shí)現(xiàn)。

其中，系統(tǒng)作為隊(duì)列用的存儲區(qū)還沒有滿,但隊(duì)列卻發(fā)生了溢出,我們把這種現(xiàn)象稱為“假溢出”。單鏈表是一種鏈?zhǔn)酱嫒〉臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用一組地址任意的存儲單元存放線性表中的數(shù)據(jù)元素。

循環(huán)隊(duì)列中，由于入隊(duì)時(shí)尾指針向前追趕頭指針；出隊(duì)時(shí)頭指針向前追趕尾指針，造成隊(duì)空和隊(duì)滿時(shí)頭尾指針均相等。

循環(huán)隊(duì)列的操作特點(diǎn)是“先進(jìn)先出”。前者主要是頭指針、尾指針的使用，后者主要是理解循環(huán)隊(duì)列提出的原因及其特點(diǎn)。兩者都要掌握隊(duì)列空與滿的判定條件以及出隊(duì)列、入隊(duì)列操作的實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例中，計(jì)算模塊21包括：

均勻安裝單元，用于根據(jù)所述動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動速率與視覺暫留時(shí)間計(jì)算所述攝像范圍側(cè)的攝像頭的間隔距離并根據(jù)所述攝像范圍側(cè)的長度大小及所述間隔距離計(jì)算均勻安裝所述攝像頭的數(shù)量。

優(yōu)選的，如圖3所示，優(yōu)選的，在百米跑道的一側(cè)每隔2.5米固定安裝一臺攝像頭。本發(fā)明只需要保證相鄰兩個(gè)攝像頭所能夠拍攝的范圍沒有死角即可。

在物體快速運(yùn)動時(shí)，當(dāng)人眼所看到的影像消失后，人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.1～0.4秒左右的圖像，這種現(xiàn)象被稱為視覺暫留現(xiàn)象。而田徑運(yùn)動員在比賽的過程中平均速度是10米/秒，因此相鄰兩個(gè)攝像頭應(yīng)保持的距離在1米到4米之間，就可以保證攝像頭切換畫面時(shí)給觀看者的影響視覺是連續(xù)的，這里選取的距離為2.5米，因此在百米跑道上安裝的攝像頭數(shù)量可為40臺。

本實(shí)施例中，計(jì)算模塊21還包括：

位置信息計(jì)算單元，用于計(jì)算攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離與歐式距離以及動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的方向向量的夾角。

對每一個(gè)動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)、每一個(gè)攝像頭以及跑道建立二維坐標(biāo)圖；

根據(jù)攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的坐標(biāo)信息計(jì)算每個(gè)攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離。

優(yōu)選的，以跑道的圓心為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)，橫坐標(biāo)為起點(diǎn)與原點(diǎn)的連線，縱坐標(biāo)垂直于橫坐標(biāo)，如圖3所示。

所有攝像頭的坐標(biāo)位置信息可以確定下來。

假設(shè)任意攝像頭的坐標(biāo)為an(xn,yn)，其中0≤n≤40,動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的坐標(biāo)為d(x,y)，則動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)到攝像頭的方向向量為w(an_d)＝(xn-x，yn-y)，攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的距離wn＝|w(an_d)；

這里設(shè)定攝像頭i與跑道中心的單向箭頭線li，攝像頭i與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的連線為虛線di，設(shè)定li和di夾角標(biāo)記為ai(0≤ai≤90)。則攝像頭i與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的余弦距離為cos(ai)。

設(shè)定當(dāng)前動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)坐標(biāo)為pt(xt，yt)，距離當(dāng)前時(shí)間的前0.2秒的估計(jì)坐標(biāo)為p0(x0，y0)，則運(yùn)動員的方向向量p＝(xt-x0，yt-y0)，同時(shí)可以求出p和w(an_d)的夾角為：

θ＝arcos[(xn-x,yn-y)(xt-x0,yt-y0)]/[|(xn-x,yn-y)|*|(xt-x0,yt-y0)|]

如圖3所示，e是經(jīng)過動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)pt和跑道圓心(0,0)的虛線，f是垂直于e的虛線，跑道的半徑標(biāo)志為r。

將所有攝像頭的距離按照以上步驟計(jì)算完成后，生成隊(duì)列q。

本實(shí)施例中，所述判斷模塊22還用于判斷攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的歐氏距離是否不大于第一閾值且動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)與攝像頭的方向向量的夾角不大于第二閾值；若是，進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列；否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。

具體的，判斷隊(duì)列q是否能進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列，需同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

1)滿足wn≤r，即攝像頭與動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的歐氏距離不大于跑道半徑。圖3中f虛線的左上方所有攝像頭均滿足，但是f虛線的右下方的攝像頭不滿足條件。

2)θ≤90°，即動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)到攝像頭的方向向量夾角不大于90度。圖3中e虛線的下方攝像頭均滿足條件，上方的攝像頭均不滿足條件。

隊(duì)列q中同事滿足下面兩個(gè)條件的進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列，否則，不進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。即虛線e和f的左下方部分進(jìn)入循環(huán)隊(duì)列。

本實(shí)施例中，循環(huán)模塊23用于將每臺攝像頭固定編號，這些攝像頭按照順時(shí)針方向組合成單向循環(huán)隊(duì)列，隊(duì)首指針為頭部指針，即front指針，隊(duì)尾指針為尾部指針，即rear指針。

其中，循環(huán)隊(duì)列頭部指針指向余弦距離最大的攝像頭，循環(huán)隊(duì)列尾部指針指向余弦距離最小的攝像頭。畫面呈現(xiàn)的是頭部指針對應(yīng)的攝像頭里面的畫面。由此達(dá)到高質(zhì)量監(jiān)控動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)比賽的全過程，同時(shí)不影響比賽過程的目的。

優(yōu)選的，將所有攝像頭的編號按照余弦距離放入到循環(huán)隊(duì)列中，而頭部指針指向的是余弦值最大的攝像頭，尾部指針指向的是余弦距離最小的攝像頭,則front＝(rear+1％)40。

隨著動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動，會出現(xiàn)攝像頭影像切換。根據(jù)動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動切換攝像頭拍攝的畫面。此時(shí)iffront.next！＝null則front->front.next；根據(jù)實(shí)際情況可知，在隊(duì)列中的攝像頭的排列順序與他們實(shí)際情況的位置序列是一致的，因此當(dāng)檢測沒有進(jìn)入隊(duì)列的攝像頭，若出現(xiàn)同時(shí)滿足入隊(duì)的兩個(gè)條件的時(shí)候(通過控制檢測時(shí)間間隔，可控制僅出現(xiàn)一個(gè)攝像頭為ai滿足入隊(duì)條件)，則直接執(zhí)行ai＝rear.next，rear＝rear.next；。

本實(shí)施例中，呈現(xiàn)模塊24用于呈現(xiàn)余弦距離最大的攝像頭拍攝的畫面。隨著動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動，會出現(xiàn)攝像頭影像切換。根據(jù)動態(tài)監(jiān)控點(diǎn)的移動切換攝像頭拍攝的畫面?？梢匀轿坏夭蹲降教飶竭\(yùn)動員比賽的全過程，并且不影響觀看效果。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。