一种运动目标的跟踪方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频技术领域，尤其涉及一种运动目标的跟踪方法和装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控的普及 化趋势越来越明显，视频监控正在逐步迈入高清化，智能化，视频监控系统可以应用于众多 领域，如智能交通，智慧园区、平安城市等。
[0003] 在视频监控系统中，跟踪设备（如跟踪球机等）是视频监控系统的重要组成部分， 跟踪设备已经可以基于自动锁定方式或者手动锁定方式来跟踪运动目标。其中，当运动目 标在跟踪设备的覆盖区域内移动时，跟踪设备可以始终锁定该运动目标，从而可以自动采 集到该运动目标的视频图像。
[0004] 但是，在包含多个跟踪设备的场景下，当运动目标从一个跟踪设备的覆盖区域移 动到另一个跟踪设备的覆盖区域时，另一个跟踪设备无法在运动目标移动到本跟踪设备的 覆盖区域时，及时锁定该运动目标，无法精确地跟踪同一个运动目标，出现运动目标跟丢的 情况，多个跟踪设备之间的联动性差。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种运动目标的跟踪方法，所述方法包括以下步骤：
[0006] 构建跟踪场景对应的虚拟三维环境，在真实跟踪设备的实际物理位置对应的虚拟 三维环境中构建虚拟跟踪设备，其中，每个虚拟跟踪设备对应一个覆盖区域，且不同的虚拟 跟踪设备对应的覆盖区域中会存在重叠区域；
[0007] 在第一真实跟踪设备对运动目标进行跟踪的过程中，接收来自所述第一真实跟踪 设备的所述运动目标在实际图像中的实际位置信息，并利用所述实际位置信息确定所述运 动目标在所述虚拟三维环境中的第一三维坐标；
[0008] 判断所述第一三维坐标是否位于第一真实跟踪设备对应的第一虚拟跟踪设备的 覆盖区域与第二虚拟跟踪设备的覆盖区域的重叠区域；
[0009] 如果是，确定所述运动目标移动到所述第二虚拟跟踪设备对应的第二真实跟踪设 备的覆盖区域，并通知所述第二真实跟踪设备对所述运动目标进行跟踪。
[0010] 所述利用所述实际位置信息确定所述运动目标在所述虚拟三维环境中的第一三 维坐标的过程，具体包括：
[0011] 利用所述实际位置信息确定所述运动目标在所述第一虚拟跟踪设备的虚拟图像 中的虚拟位置信息；其中，所述实际位置信息包括实际图像中的特征点Pd的比例坐标（Xd/W，Yd/H)，所述虚拟位置信息包括虚拟图像中的特征点Pd'的比例坐标（Xd' /W'，Yd' /Η'）， (Xd' /W'，Yd' /Η'）= (Xd/W，Yd/H)，W和Η分别为实际图像的长和宽，Xd和Yd为特征点 Pd的二维坐标；
[0012] 将所述虚拟图像中的特征点Pd'的比例坐标（Xd' /W'，Yd' /H'）转换为三维世 界坐标点P0S2,并利用所述第一虚拟跟踪设备的三维世界坐标点P0S1和三维世界坐标点P0S2确定射线；其中，所述射线的起点为三维世界坐标点P0S1，所述射线的方向为三维世 界坐标点P0S1至三维世界坐标点P0S2 ;
[0013] 获得所述射线碰撞到的三维世界坐标点P0S3,并确定所述三维世界坐标点P0S3 为所述运动目标在所述虚拟三维环境中的第一三维坐标。
[0014] 所述将虚拟图像中的特征点Pd'的比例坐标（Xd' /W'，Yd' /H'）转换为三维世界 坐标点P0S2,包括：计算所述第一虚拟跟踪设备的投影矩阵为MP，并计算所述第一虚拟跟踪 设备的视图矩阵为Mv，并利用如下公式计算所述三维世界坐标点P0S2 :所述三维世界坐标 点P0S2 =Mv 4MP 4V;其中，所述V的坐标为（Xd' /W'，Yd' /Η'，η)，所述η为投影平面的深 度。
[0015] 所述通知所述第二真实跟踪设备对所述运动目标进行跟踪的过程，具体包括：确 定所述第二虚拟跟踪设备的当前视角向量为第一向量，并确定所述第二虚拟跟踪设备的三 维世界坐标点与所述运动目标在所述虚拟三维环境中的所述第一三维坐标之间的视角向 量为第二向量，并获得所述第二真实跟踪设备需要转动的角度为所述第一向量和所述第二 向量之间的夹角；
[0016] 将所述第二真实跟踪设备需要转动的角度通知给所述第二真实跟踪设备，以使所 述第二真实跟踪设备在转动所述角度后，对所述运动目标进行跟踪。
[0017] 所述通知所述第二真实跟踪设备对所述运动目标进行跟踪之后，所述方法进一步 包括：在所述第二真实跟踪设备对运动目标进行跟踪的过程中，如果跟踪到一个运动物体， 则接收来自所述第二真实跟踪设备的所述运动物体在实际图像中的实际位置信息，并利用 所述实际位置信息确定所述运动物体在所述虚拟三维环境中的第二三维坐标；当所述第 二三维坐标与所述第一三维坐标之间的距离小于预设距离阈值时，则确定所述运动物体为 所述运动目标；
[0018] 在所述第二真实跟踪设备对运动目标进行跟踪的过程中，如果跟踪到多个运动 物体，则接收来自所述第二真实跟踪设备的每个运动物体在实际图像中的实际位置信息， 并利用每个运动物体对应的实际位置信息确定每个运动物体在所述虚拟三维环境中的第 二三维坐标，并从每个运动物体对应的第二三维坐标中，选择与所述第一三维坐标之间的 距离最小的第二三维坐标；当所述最小的第二三维坐标与所述第一三维坐标之间的距离小 于预设距离阈值时，则确定所述最小的第二三维坐标所对应的运动物体为所述运动目标。
[0019] 本发明提供一种运动目标的跟踪装置，所述装置具体包括：
[0020] 构建模块，用于构建跟踪场景对应的虚拟三维环境，在真实跟踪设备的实际物理 位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟跟踪设备，其中，每个虚拟跟踪设备对应一个覆盖区 域，不同的虚拟跟踪设备对应的覆盖区域中会存在重叠区域；
[0021] 确定模块，用于在第一真实跟踪设备对运动目标进行跟踪的过程中，接收来自第 一真实跟踪设备的所述运动目标在实际图像中的实际位置信息，并利用所述实际位置信息 确定所述运动目标在所述虚拟三维环境中的第一三维坐标；
[0022] 判断模块，用于判断所述第一三维坐标是否位于第一真实跟踪设备对应的第一虚 拟跟踪设备的覆盖区域与第二虚拟跟踪设备的覆盖区域的重叠区域；
[0023] 发送模块，用于当判断结果为是时，则确定所述运动目标移动到所述第二虚拟跟 踪设备对应的第二真实跟踪设备的覆盖区域，并通知所述第二真实跟踪设备对所述运动目 标进行跟踪。
[0024] 所述确定模块，具体用于在利用所述实际位置信息确定所述运动目标在所述虚拟 三维环境中的第一三维坐标的过程中，利用所述实际位置信息确定所述运动目标在所述第 一虚拟跟踪设备的虚拟图像中的虚拟位置信息；所述实际位置信息包括实际图像中的特征 点Pd的比例坐标（Xd/W，Yd/H)，所述虚拟位置信息包括虚拟图像中的特征点Pd'的比例坐 标（Xd，/W'，Yd' /H'），（Xd，/W'，Yd' /H'）= (Xd/W，Yd/H)，W和Η分别为实际图像的长和 宽，Xd和Yd为特征点Pd的二维坐标；将所述虚拟图像中的特征点Pd'的比例坐标（Xd' / W'，Yd' /Η'）转换为三维世界坐标点P0S2,并利用所述第一虚拟跟踪设备的三维世界坐标 点P0S1和三维世界坐标点P0S2确定射线；其中，所述射线的起点为三维世界坐标点P0S1， 所述射线的方向为三维世界坐标点P0S1至三维世界坐标点P0S2 ;获得所述射线碰撞到的 三维世界坐标点P0S3,并确定所述三维世界坐标点P0S3为所述运动目标在所述虚拟三维 环境中的第一三维坐标。
[0025] 所述确定模块，具体用于在将虚拟图像中的特征点Pd'的比例坐标（Xd'/W'，Yd'/ Η'）转换为三维世界坐标点P0S2的过程中，计算所述第一虚拟跟踪设备的投影矩阵为MP， 并计算所述第一虚拟跟踪设备的视图矩阵为Mv，并利用如下公式计算所述三维世界坐标点 P0S2 :所述三维世界坐标点P0S2 =Mv 4MP 4V;其中，所述V的坐标为（Xd' /W'，Yd' /Η'， η)，所述η为投影平面的深度。
[0026] 所述发送模块，具体用于在通知所述第二真实跟踪设备对所述运动目标进行跟踪 的过程中，确定所述第二虚拟跟踪设备的当前视角向量为第一向量，并确定所述第二虚拟 跟踪设备的三维世界坐标点与所述运动目标在所述虚拟三维环境中的所述第一三维坐标 之间的视角向量为第二向量，并获得所述第二真实跟踪设备需要转动的角度为所述第一向 量和所述第二向量之间的夹角；
[0027] 将所述第二真实跟踪设备需要转动的角度通知给所述第二真实跟踪设备，以使所 述第二真实跟踪设备在转动所述角度后，对所述运动目标进行跟踪。
[0028] 所述确定模块，还用于在通知所述第二真实跟踪设备对所述运动目标进行跟踪之 后，在所述第二真实跟踪设备对运动目标进行跟踪的过程中，如果跟踪到一个运动物体，则 接收来自所述第二真实跟踪设备的所述运