一种多摄像机协同的目标持续跟踪方法

摘要

本发明公开了一种多摄像机协同的目标持续跟踪方法，通过获取到跟踪目标的运动方向；将跟踪目标沿运动方向的最前端的面标记为跟踪目标的正面；与其相对的面则为背面，同时得到跟踪目标的左面和右面；以跟踪目标为圆心，预设值X1为半径画圆得到活动圆；当活动圆与下一摄像机和当前摄像机的监控重叠范围有接触时；则对目标的前进方向进行分析，具体为首先获取到跟踪目标的当前前进方向；如果当前目标前进方向与监控重叠范围相背时，则不做任何动作；如果当前目标前进方向与监控重叠范围相对时，则进入图像预交接流程；之后根据相关规则能够实现对跟踪目标的持续跟踪。

说明书

技术领域

本发明属于目标持续跟踪领域，涉及一种多摄像机协同技术，具体是一种多摄像机协同的目标持续跟踪方法。

背景技术

典型的监控系统主要由前端监视设备、传输设备、后端存储、控制及显示设备这五大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系可通过电缆、光纤、微波等多种方式来实现。

对于常见的监控系统来讲，一般都是通过设置在所需监控区域的若干监控摄像机构成，这里的监控摄像机一般采用固定式样的监控摄像机，利用每一个监控摄像机固定监控某一个指定区域；然后实现多个区域的实时监控；但是通常在监控系统的设置过程中，通常还会涉及到对于某一个指定目标进行轨迹跟踪，对于在同一个摄像机监控范围内的指定目标的轨迹跟踪十分方便，但是涉及到多个摄像机协同作用时，指定目标跟踪交接就会成为一个比较麻烦的地方，如何将指定目标从一个摄像机迁移到另一个摄像机进行监控，这无疑是比较麻烦的一点；为了解决这一技术问题，现提供一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多摄像机协同的目标持续跟踪方法。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)在跟踪目标进入到当前区域什么范围时，开始进入从当前监控区域进入到下一监控区域的交接流程；

(2)如何预估跟踪目标在一定范围内从前一个监控区域进入下一个摄像机监控区域的时间；

(3)如何对跟踪目标从当前监控区域到下一监控区域的持续性跟踪。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种多摄像机协同的目标持续跟踪方法，该方法包括下述步骤：

步骤一：布置能够覆盖目标监控区域的摄像机，若干摄像机两两之间设置有重叠区域；且摄像机还带有识别标志；

步骤二：设定跟踪目标；利用任一摄像机监控画面中的指定物体为跟踪目标；

步骤三：对跟踪目标进行标定；

步骤四：当跟踪目标在该摄像机画面中移动时，利用摄像机对标定后的跟踪目标进行轨迹跟踪；

步骤五：设置实时在线地图库；

步骤六：在地图库上标定出各个摄像机的监控覆盖范围，且监控覆盖范围带有摄像机的识别标识；

步骤七：将跟踪目标的运动轨迹实时标定在地图库上面；并对跟踪目标的行进方向进行运动分析步骤，具体分析步骤为：

S1：获取到跟踪目标的运动方向；

S2：将跟踪目标沿运动方向的最前端的面标记为跟踪目标的正面；

S3：与其相对的面则为背面，同时得到跟踪目标的左面和右面；

S4：以跟踪目标为圆心，预设值X1为半径画圆得到活动圆；

S5：当活动圆与下一摄像机和当前摄像机的监控重叠范围有接触时；则对目标的前进方向进行分析，具体为首先获取到跟踪目标的当前前进方向；

S6：如果当前目标前进方向与监控重叠范围相背时，则不做任何动作；

S7：如果当前目标前进方向与监控重叠范围相对时，则进入图像预交接流程；具体流程为：

SS1：根据地图库中标定出来跟踪目标的轨迹图，得到跟踪目标到达当前位置所经过的总距离Lz；

SS2：当Lz/X1能够整除的时候，将Lz划分成Lz/X1段距离；当Lz/X1不能够整除的时候，则将Lz划分成若干个X1，加上整除后的余下的那段；得到若干轨迹段；

SS3：获取得到若干轨迹段的平均速度，并将其标记为Vi，i＝1...n；

SS4：计算Vi的离散程度，利用标准差计算公式，求取得到Vi的标准差θ；

当θ≤X2时，X2为预设值，此时将Vi的平均值标记为跟踪目标的速度估值Vg；

当θ>X2时，将Vn即跟踪目标在最后一个轨迹段的平均速度标记为跟踪目标的速度估值Vg；

S8：利用公式Tg＝X1/Vg计算得到跟踪目标进入下一摄像机监控区域的预估最短时间Tg；

步骤八：将当前监控的摄像机标记为第一摄像机，将跟踪目标即将进入监控区域的摄像机标记为第二摄像机；

步骤九：利用第一摄像机进行持续性监控跟踪目标，并将跟踪目标轨迹标记在地图库上；

步骤十：第二摄像机在跟踪目标的活动圆与第二摄像机和第一摄像机的监控重叠范围有接触时开始进行倒计时，倒计时时间为Tg；

步骤十一：计时结束后第二摄像机进入刷新鉴定过程，得到差异物体；

步骤十二：将差异物体与跟踪目标进行比对，判定到跟踪目标；

步骤十三：利用第二摄像机实时监控跟踪目标，并重复步骤四到步骤十三，直到在目标监控区域的所有摄像机均监控不到跟踪目标。

进一步地，所述步骤十一中刷新鉴定过程的具体过程表现为：

S1：首先获取到计时结束前最后一秒钟第二摄像头拍摄到的基准监控画面；

S2：之后每隔预设时间Ty获取一次第二摄像头的核验监控画面；

S3：每次在获得核验监控画面时，都会将核验监控画面与基准监控画面进行比较，当核验监控画面没有比基准监控画面多出物体时，则不进行操作；

S4：当核验监控画面比基准监控画面多出物体时，则表示此时第二摄像头内出现了新的活动物体，此时获取到所有的差异物体。

进一步地，所述步骤十二中将差异物体与跟踪目标进行比对，具体比对方法为：

S1：根据跟踪目标正面、背面、左面和右面的标定方法，将差异物体的正面、背面、左面和右面标定出来；

S2：利用第一摄像头获取到跟踪目标正面、背面、左面和右面的照片，并依次标定为第一参照片、第二参照片、第三参照片和第四参照片；

S3：利用第二摄像头获取到跟踪目标正面、背面、左面和右面的照片，并依次标定为第一核照片、第二核照片、第三核照片和第四核照片；

S4：将第一参照片与第一核照片进行比对，得到M1、M2、M3和M4；

S5：当M1、M2、M3和M4均小于预设值Ms时，则判定该差异物体为跟踪目标；

S6：当M1、M2、M3和M4中任一值大于预设值Ms时，则判定差异物体不是跟踪目标，重复步骤十一到步骤十二，直到判定到跟踪目标。

进一步地，所述S4中第一参照片与第一核照片的比对过程具体为：

SS1：获取到第一参照片与第一核照片的轮廓线；

SS2：将两张照片光栅化，重叠为一张照片，计算得到所有不重叠部分的面积并将其标记为M1；

SS3：根据SS2依次获取得到第二参照片、第三参照片和第四参照片与对应第二核照片、第三核照片和第四核照片的不重叠部分面积，并依次标记为M2、M3和M4。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过获取到跟踪目标的运动方向；将跟踪目标沿运动方向的最前端的面标记为跟踪目标的正面；与其相对的面则为背面，同时得到跟踪目标的左面和右面；以跟踪目标为圆心，预设值X1为半径画圆得到活动圆；当活动圆与下一摄像机和当前摄像机的监控重叠范围有接触时；则对目标的前进方向进行分析，具体为首先获取到跟踪目标的当前前进方向；如果当前目标前进方向与监控重叠范围相背时，则不做任何动作；如果当前目标前进方向与监控重叠范围相对时，则进入图像预交接流程；从而能够确定当跟踪目标在当前监控区域什么位置时，进入与下一监控区域的交接流程；

(2)本发明通过根据地图库中标定出来跟踪目标的轨迹图，得到跟踪目标到达当前位置所经过的总距离Lz；当Lz/X1能够整除的时候，将Lz划分成Lz/X1段距离；当Lz/X1不能够整除的时候，则将Lz划分成若干个X1，加上整除后的余下的那段；得到若干轨迹段；获取得到若干轨迹段的平均速度，并将其标记为Vi，i＝1...n；计算Vi的离散程度，利用标准差计算公式，求取得到Vi的标准差θ；之后根据θ的大小结合相关规则确定速度估值Vg；利用公式Tg＝X1/Vg计算得到跟踪目标进入下一摄像机监控区域的预估最短时间Tg；

(3)本发明通过将当前监控的摄像机标记为第一摄像机，将跟踪目标即将进入监控区域的摄像机标记为第二摄像机；利用第一摄像机进行持续性监控跟踪目标，并将跟踪目标轨迹标记在地图库上；第二摄像机在跟踪目标的活动圆与第二摄像机和第一摄像机的监控重叠范围有接触时开始进行倒计时，倒计时时间为Tg；计时结束后第二摄像机结合相关规则进入刷新鉴定过程，得到差异物体；将差异物体与跟踪目标根据相关算法和规则进行比对，判定到跟踪目标；利用第二摄像机实时监控跟踪目标；本发明简单有效，且易于实用。

具体实施方式

一种多摄像机协同的目标持续跟踪方法，该方法包括下述步骤：

步骤一：布置能够覆盖目标监控区域的摄像机，若干摄像机两两之间设置有重叠区域；且摄像机还带有识别标志；

步骤二：设定跟踪目标；利用任一摄像机监控画面中的指定物体为跟踪目标；

步骤三：对跟踪目标进行标定；

步骤四：当跟踪目标在该摄像机画面中移动时，利用摄像机对标定后的跟踪目标进行轨迹跟踪；

步骤五：设置实时在线地图库；

步骤六：在地图库上标定出各个摄像机的监控覆盖范围，且监控覆盖范围带有摄像机的识别标识；

步骤七：将跟踪目标的运动轨迹实时标定在地图库上面；并对跟踪目标的行进方向进行运动分析步骤，具体分析步骤为：

S1：获取到跟踪目标的运动方向；

S2：将跟踪目标沿运动方向的最前端的面标记为跟踪目标的正面；

S3：与其相对的面则为背面，同时得到跟踪目标的左面和右面；

S4：以跟踪目标为圆心，预设值X1为半径画圆得到活动圆；

S5：当活动圆与下一摄像机和当前摄像机的监控重叠范围有接触时；则对目标的前进方向进行分析，具体为首先获取到跟踪目标的当前前进方向；

S6：如果当前目标前进方向与监控重叠范围相背时，则不做任何动作；

S7：如果当前目标前进方向与监控重叠范围相对时，则进入图像预交接流程；具体流程为：

SS1：根据地图库中标定出来跟踪目标的轨迹图，得到跟踪目标到达当前位置所经过的总距离Lz；

SS2：当Lz/X1能够整除的时候，将Lz划分成Lz/X1段距离；当Lz/X1不能够整除的时候，则将Lz划分成若干个X1，加上整除后的余下的那段；得到若干轨迹段；

SS3：获取得到若干轨迹段的平均速度，并将其标记为Vi，i＝1...n；

SS4：计算Vi的离散程度，利用标准差计算公式，求取得到Vi的标准差θ；

当θ≤X2时，X2为预设值，此时将Vi的平均值标记为跟踪目标的速度估值Vg；

当θ>X2时，将Vn即跟踪目标在最后一个轨迹段的平均速度标记为跟踪目标的速度估值Vg；

S8：利用公式Tg＝X1/Vg计算得到跟踪目标进入下一摄像机监控区域的预估最短时间Tg；

步骤八：将当前监控的摄像机标记为第一摄像机，将跟踪目标即将进入监控区域的摄像机标记为第二摄像机；

步骤九：利用第一摄像机进行持续性监控跟踪目标，并将跟踪目标轨迹标记在地图库上；

步骤十：第二摄像机在跟踪目标的活动圆与第二摄像机和第一摄像机的监控重叠范围有接触时开始进行倒计时，倒计时时间为Tg；

步骤十一：计时结束后第二摄像机进入刷新鉴定过程，具体过程表现为：

S1：首先获取到计时结束前最后一秒钟第二摄像头拍摄到的基准监控画面；

S2：之后每隔预设时间Ty获取一次第二摄像头的核验监控画面；

S3：每次在获得核验监控画面时，都会将核验监控画面与基准监控画面进行比较，当核验监控画面没有比基准监控画面多出物体时，则不进行操作；

S4：当核验监控画面比基准监控画面多出物体时，则表示此时第二摄像头内出现了新的活动物体，此时获取到所有的差异物体；

步骤十二：将差异物体与跟踪目标进行比对，具体比对方法为：

S1：根据跟踪目标正面、背面、左面和右面的标定方法，将差异物体的正面、背面、左面和右面标定出来；

S2：利用第一摄像头获取到跟踪目标正面、背面、左面和右面的照片，并依次标定为第一参照片、第二参照片、第三参照片和第四参照片；

S3：利用第二摄像头获取到跟踪目标正面、背面、左面和右面的照片，并依次标定为第一核照片、第二核照片、第三核照片和第四核照片；

S4：将第一参照片与第一核照片进行比对，具体比对为：

SS1：获取到第一参照片与第一核照片的轮廓线；

SS2：将两张照片光栅化，重叠为一张照片，计算得到所有不重叠部分的面积并将其标记为M1；

SS3：根据SS2依次获取得到第二参照片、第三参照片和第四参照片与对应第二核照片、第三核照片和第四核照片的不重叠部分面积，并依次标记为M2、M3和M4；

S5：当M1、M2、M3和M4均小于预设值Ms时，则判定该差异物体为跟踪目标；

S6：当M1、M2、M3和M4中任一值大于预设值Ms时，则判定差异物体不是跟踪目标，重复步骤十一到步骤十二，直到判定到跟踪目标；

步骤十三：利用第二摄像机实时监控跟踪目标，并重复步骤四到步骤十三，直到在目标监控区域的所有摄像机均监控不到跟踪目标。

一种多摄像机协同的目标持续跟踪方法，在工作时首先通过布置能够覆盖目标监控区域的摄像机，若干摄像机两两之间设置有重叠区域；且摄像机还带有识别标志；设定跟踪目标；利用任一摄像机监控画面中的指定物体为跟踪目标；对跟踪目标进行标定；当跟踪目标在该摄像机画面中移动时，利用摄像机对标定后的跟踪目标进行轨迹跟踪；设置实时在线地图库；在地图库上标定出各个摄像机的监控覆盖范围，且监控覆盖范围带有摄像机的识别标识；将跟踪目标的运动轨迹实时标定在地图库上面；并对跟踪目标的行进方向进行运动分析步骤得到预估最短时间Tg；之后再将当前监控的摄像机标记为第一摄像机，将跟踪目标即将进入监控区域的摄像机标记为第二摄像机；利用第一摄像机进行持续性监控跟踪目标，并将跟踪目标轨迹标记在地图库上；第二摄像机在跟踪目标的活动圆与第二摄像机和第一摄像机的监控重叠范围有接触时开始进行倒计时，倒计时时间为Tg；计时结束后第二摄像机进入刷新鉴定过程，得到差异物体；将差异物体与跟踪目标进行比对，判定到跟踪目标；利用第二摄像机实时监控跟踪目标，并重复上述流程直到在目标监控区域的所有摄像机均监控不到跟踪目标。

本发明通过获取到跟踪目标的运动方向；将跟踪目标沿运动方向的最前端的面标记为跟踪目标的正面；与其相对的面则为背面，同时得到跟踪目标的左面和右面；以跟踪目标为圆心，预设值X1为半径画圆得到活动圆；当活动圆与下一摄像机和当前摄像机的监控重叠范围有接触时；则对目标的前进方向进行分析，具体为首先获取到跟踪目标的当前前进方向；如果当前目标前进方向与监控重叠范围相背时，则不做任何动作；如果当前目标前进方向与监控重叠范围相对时，则进入图像预交接流程；从而能够确定当跟踪目标在当前监控区域什么位置时，进入与下一监控区域的交接流程；

本发明通过根据地图库中标定出来跟踪目标的轨迹图，得到跟踪目标到达当前位置所经过的总距离Lz；当Lz/X1能够整除的时候，将Lz划分成Lz/X1段距离；当Lz/X1不能够整除的时候，则将Lz划分成若干个X1，加上整除后的余下的那段；得到若干轨迹段；获取得到若干轨迹段的平均速度，并将其标记为Vi，i＝1...n；计算Vi的离散程度，利用标准差计算公式，求取得到Vi的标准差θ；之后根据θ的大小结合相关规则确定速度估值Vg；利用公式Tg＝X1/Vg计算得到跟踪目标进入下一摄像机监控区域的预估最短时间Tg；

本发明通过将当前监控的摄像机标记为第一摄像机，将跟踪目标即将进入监控区域的摄像机标记为第二摄像机；利用第一摄像机进行持续性监控跟踪目标，并将跟踪目标轨迹标记在地图库上；第二摄像机在跟踪目标的活动圆与第二摄像机和第一摄像机的监控重叠范围有接触时开始进行倒计时，倒计时时间为Tg；计时结束后第二摄像机结合相关规则进入刷新鉴定过程，得到差异物体；将差异物体与跟踪目标根据相关算法和规则进行比对，判定到跟踪目标；利用第二摄像机实时监控跟踪目标；本发明简单有效，且易于实用。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。