[发明专利]运动目标捕捉与跟踪设备及运动目标捕捉与跟踪方法

说明书

本发明提供了运动目标捕捉与跟踪设备及运动目标捕捉与跟踪方法，其中设备包括：全景图像采集器，与全景图像采集器电连接的控制器，与控制器分别电连接的多个分镜摄像系统；全景图像采集器向控制器传输采集到的全景环境图像；控制器根据全景环境图像确定待跟踪运动目标和待跟踪运动目标的位置，向分镜摄像系统发送对应的运动目标跟踪指令；分镜摄像系统对来自待跟踪运动目标的光线进行反射，利用光线反射原理在镜头指向不变时捕捉并跟踪待跟踪运动目标。本发明中的设备及方法在保持拍摄镜头指向不变的情况下通过光线反射原理进行运动目标的捕捉与跟踪，避免机械调节镜头方向调节速度慢的问题，提高了运动目标的捕捉跟踪速度。

技术领域

本发明涉及光学设备领域，尤其涉及一种运动目标捕捉与跟踪设备及运动目标捕捉与跟踪方法。

背景技术

运动目标捕捉与跟踪是当前计算机视觉领域的研究热点，运动目标捕捉与跟踪是指利用计算机在视频序列中确定感兴趣的、具有某种显著特征的运动目标的位置、大小、以及运动目标完整的运动轨迹。近年来，随着计算机数据处理能力的飞速增长、以及图像分析技术的发展，运动目标的实时捕捉与跟踪技术脱颖而出。对运动目标进行实时捕捉与跟踪，在视频监控、视频压缩编码、机器人导航与定位、智能人机交互以及虚拟现实等领域有着重要的实用价值。

现有技术提供了运动目标的捕捉与跟踪设备，该设备包括控制器，与控制器电连接的云台摄像机。该设备的工作原理是：通过云台摄像机获取多个运动目标的图像并传输至控制器，控制器对接收到的图像进行运动目标检测与跟踪，确定需要跟踪的运动目标，向云台摄像机发送控制指令，云台摄像机接收控制指令后，在控制指令的控制下调节镜头的拍摄方向，对需要跟踪的运动目标进行跟踪拍摄。

现有技术中，利用云台摄像机对运动目标进行跟踪拍摄，由于运动目标的位置动态变化，因此云台摄像机需要及时调节镜头方向。然而，云台摄像机采用机械转动的方式调节镜头方向，具有调节速度慢的缺陷，导致对运动目标的捕捉跟踪速度降低。

发明内容

本发明提供了运动目标捕捉与跟踪设备及运动目标捕捉与跟踪方法，能够在保持拍摄镜头指向不变的情况下通过光线反射原理进行运动目标的捕捉与跟踪，避免机械调节镜头方向调节速度慢的问题，提高运动目标的捕捉跟踪速度。

第一方面，本发明实施例提供了一种运动目标捕捉与跟踪设备，包括：全景图像采集器，与所述全景图像采集器电连接的控制器，与所述控制器分别电连接的多个分镜摄像系统；多个所述分镜摄像系统分别设置于所述全景图像采集器的采集区域内的指定位置；所述全景图像采集器用于采集全景环境图像，将所述全景环境图像传输至所述控制器；所述控制器用于接收所述全景环境图像，根据所述全景环境图像确定待跟踪运动目标，生成所述待跟踪运动目标对应的运动目标跟踪指令；将生成的所述运动目标跟踪指令传输至对应的所述分镜摄像系统；所述分镜摄像系统用于接收所述运动目标跟踪指令，根据所述运动目标跟踪指令对来自所述待跟踪运动目标的光线进行反射，利用光线反射原理在镜头指向不变时捕捉并跟踪所述待跟踪运动目标。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述控制器包括相互电连接的GPU(Graphic Processing Unit，图形处理器)和CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)；所述CPU与所述全景图像采集器电连接，用于接收所述全景环境图像的当前帧图像，将所述当前帧图像传输给所述GPU；所述GPU用于对所述当前帧图像进行运动目标检测，得到所述当前帧图像中各个运动目标的图像特征并发送至所述CPU；其中，所述运动目标的图像特征包括所述运动目标的图像坐标、颜色特征和纹理特征；所述CPU分别与多个所述分镜摄像系统电连接，用于接收所述各个运动目标的图像特征，将所述各个运动目标的图像特征分别融合，并与预先存储的图像特征进行匹配，根据所述特征匹配结果确定待跟踪运动目标和所述待跟踪运动目标的位置；根据所述待跟踪运动目标的位置生成运动目标跟踪指令；确定与所述待跟踪运动目标的位置对应的分镜摄像系统；将生成的所述运动目标跟踪指令传输至确定的所述分镜摄像系统。