CN113365030A - 一种多角度目标跟踪方法和跟踪*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多角度目标跟踪方法和跟踪***，其中方法包括：获取地面监控***的坐标地图以及地面监控***中各监控摄像头的监控范围对应的子坐标地图；接收地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于目标对象的坐标，调配无人机跟踪目标对象；接收无人机获取的目标对象的实时坐标，并根据包含实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头。本发明提供的技术方案解决了常规多角度跟踪方法的实时性低，画面不连贯，跟踪的效率和准确度低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及监控***的目标跟踪领域，具体涉及一种多角度目标跟踪方法和跟踪***。
背景技术
对于海关通关路口等一些重要的地点，需要对其进行完全的监控，将发生的所有情况进行纪录，保障海关通关工作的安全，并对工作人员进行有效的监督。现有技术中的智能视频跟踪技术，能够实现对监控主体的自主监控，并实现提前预警，可以对可疑人或物体进行目标锁定，对目标的运动轨迹进行记录，同时摄像机将跟随目标转动并报警。这种方案对于人流量较少的区域可以进行有效的监控，应用于高档小区，人员禁入区域，机密区域，重要保护区域等。现有技术中，对于目标跟踪，通常业内并没有十分有效的手段，一般需要根据用户人工对目标进行跟踪，并使用巡逻车等方式进行现场的跟踪和确认。基于地面监控***的跟踪虽然，节省了大量人力物力，但是目标对象画面单一，对于一些可疑动作无法有效判断，因此多角度跟踪是一种有效的手段，而现有的多角度跟踪技术又没有良好的自动互相协同的功能，实时性低，画面不连贯，跟踪的效率和准确度有待提升。
发明内容
有鉴于此，本发明实施方式提供了一种多角度目标跟踪方法和跟踪***，从而提高多角度跟踪的实施效率。
根据第一方面，一种多角度目标跟踪方法，应用于监控***，所述监控***包括地面监控***和无人机，所述方法包括：
获取所述地面监控***的坐标地图以及所述地面监控***中各监控摄像头的监控范围对应的子坐标地图；
接收所述地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于所述目标对象的坐标，调配无人机跟踪所述目标对象；
接收无人机获取的所述目标对象的实时坐标，并根据包含所述实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头。
可选地，所述无人机的布置方案，包括：
在所述地面监控***所监控的目标区域内预先部署预设数量的无人机，所述无人机根据目标区域的坐标地图确定部署数量和初始停放位置。
可选地，对所述各监控摄像头根据所述坐标地图进行编排。
可选地，所述获取所述地面监控***的坐标地图以及各监控摄像头监控范围对应的子坐标地图，包括：
建立所述目标区域的坐标地图；
根据各监控摄像头在所述坐标地图中覆盖的目标区域的范围，以重叠方式划分所述坐标地图，并将划分后的结果对应分配给各监控摄像头，得到各监控摄像头对应的子坐标地图。
可选地，所述接收所述地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于所述目标对象的坐标，调配无人机跟踪所述目标对象，包括：
当所述目标对象出现在某一监控摄像头的监控范围内时，接收该监控摄像头发送的监控指令，所述监控指令包括目标对象的目标特征和所述坐标；
发送所述监控指令至距离目标对象最近的无人机，并调配所述距离目标对象最近的无人机跟踪所述目标对象。
可选地，接收无人机获取的所述目标对象的实时坐标，并根据包含所述实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头，包括：
实时接收所述无人机获取的所述目标对象的实时坐标；
当目标对象在当前监控摄像头的监控范围内丢失时，根据所述实时坐标确定包含目标对象的子坐标地图；
调配包含所述目标对象的子坐标地图对应的监控摄像头，并根据所述目标特征和所述实时坐标继续跟踪所述目标对象。
可选地，其特征在于，所述方法还包括：
当完成目标跟踪时，被调配的无人机回到初始位置。
根据第二方面，一种多角度目标跟踪***，所述***包括：
坐标地图建立模块，获取所述地面监控***的坐标地图以及所述地面监控***中各监控摄像头的监控范围对应的子坐标地图；
实时跟踪模块，接收所述地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于所述目标对象的坐标，调配无人机跟踪所述目标对象；
监控切换模块，接收无人机获取的所述目标对象的实时坐标，并根据包含所述实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头。
根据第三方面，一种电子设备，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
根据第四方面，一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的一种多角度目标跟踪方法和跟踪***。该方法具体包括：首先在传统的地面监控***所监控的区域中建立坐标系，获取坐标地图，进而将坐标地图细分到各个监控摄像头所监控的范围内，基于所建立的坐标地图在所监控的目标区域内布置一定数量的无人机。通过被监控的目标对象出现在地面监控***中，迅速锁定其位置，之后将其坐标信息发送给监控***，监控***发出指令调配最近的无人机进行高空间位置的跟踪，从而实现了快速的多角度跟踪。当目标对象从监控摄像头中丢失时，地面监控***通过获取无人机发送过来的坐标，迅速调配包含坐标的子坐标地图对应的摄像头在监控范围内对目标对象进行搜索，继续锁定目标对象，循环往复，直至跟踪结束为止。本发明在多角度跟踪时，通过目标对象的坐标实时调节地面监控***中各个监控摄像图，保证了跟踪画面的连续性，提高了多角度跟踪***的实时性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种多角度目标跟踪方法的步骤示意图；
图2为本发明实施例的一种多角度目标跟踪***的结构示意图；
图3为本发明实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种多角度目标跟踪方法，应用于监控***，监控***包括地面监控***和无人机，具体包括如下步骤：
步骤S101：获取地面监控***的坐标地图以及地面监控***中各监控摄像头的监控范围对应的子坐标地图。
具体地，在目标跟踪的场景中，目前多角度跟踪和监控，常见的实时方法还需要人工协调，连贯性差，实时性和准确度都相对较低。本发明采用地面监控***的监控中心根据本发明技术方案中的方法完成各个设备的协同调配，从而实现实时多角度跟踪，可使用但不限于Prometheus、zabbix监控解决方案搭建本发明的技术方案。通过在监控范围所覆盖的目标区域内建立坐标系，根据目标对象的坐标来快速协调监控***中多个设备的配合关系，从而实现高实时性，高精度的多角度跟踪功能。将目标区域数量化以得到比经纬度更加细致的位置定义，从而为确定目标对象的位置提供了更加精准的信息，可以快速定位目标对象。之后为了合理的调配监控范围内所需的摄像头，根据各个监控摄像头的监控范围把坐标地图细致的划分并分配给对应的设备。其中当摄像头为枪机时，监控范围则表示为摄像头监控视野范围；当摄像头为球机时，则表示为摄像头的监控范围，而不仅是当前的监控视野范围，还包括摄像头通过控制云台转动后的最大监控范围。分配的坐标地图被称为子坐标地图，从而通过子坐标地图提高了后续步骤中确定被调配监控摄像头位置的效率。
步骤S102：接收地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于目标对象的坐标，调配无人机跟踪目标对象。
具体地，为实现多角度跟踪，本发明实施例采用低空加高空的方案进行目标跟踪。当目标对象出现在监控***的范围内时，监控中心通过第一次获取到目标对象的监控摄像头快速获取目标对象的目标特征和其在坐标地图中的坐标数据。目标特征通过由***预设的算法自动提取目标特征，对于目标特征的提取可以使用但不限于SIFT算法。通过坐标数据调配最近的无人机前去查看，然后在所在的监控范围内搜索接受到的目标特征，通过目标特征锁定目标对象，从而进行高空加低空同时的多角度跟踪监控，使得被目标对象无法利用监控***的盲区从而躲避。
步骤S103：接收无人机获取的目标对象的实时坐标，并根据包含实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头。
具体地，为了保证多角度跟踪的连续性，通过无人机的高空实时跟踪，对监控***实时发送目标对象的位置坐标。一旦目标对象在监控摄像头中丢失，那么地面监控***就会根据监控***中的实时坐标找到包含该坐标的所有子坐标地图，从而发出指令让各子坐标地图对应的监控摄像头在监控范围内根据目标特征搜索目标，锁定目标后继续跟踪。通过上述步骤，实现了多个监控设备对目标对象的协同跟踪，并且省去了人工协调等一系列费时费力的问题，提高了跟踪***的实时性，使用计算机***自动定位跟踪不仅提高了跟踪效率，还进一步提高了跟踪的准确度。
步骤S104：在地面监控***所监控的目标区域内预先部署预设数量的无人机，无人机根据目标区域的坐标地图确定部署数量和初始停放位置。
具体地，所部署的无人机为至少一个，但是为了进一步提高跟踪***的实时性，根据目标区范围的坐标地图，可以按照1:1或者2:1的比例配比子坐标地图和无人机的数目，当被目标对象过多时，可以适当增加无人机的数量。为了最快速的调配无人机到达目标对象的位置，本发明实施例将无人机的初始位置定在所其负责的子坐标地图图形的重心位置。
步骤S105：对各监控摄像头根据坐标地图进行编排。具体地，本发明实施例中，根据监控摄像头在坐标地图中的位置以从左到右从上到下的顺序从小到大编号，并获取各个摄像头在坐标系中的坐标，以便于快速查找对应区域的监控摄像头。
具体地，在一实施例中，上述步骤的S101，具体包括如下步骤：
步骤S201：建立目标区域的坐标地图。具体地，为了更快速定位目标对象，从而建立目标区域的坐标系，得到坐标地图。本发明建立坐标系的手段可以使用但不限于常用的北京54和西安80的方法。将目标区域数量化以得到比经纬度更加细致的位置定义，从而为确定目标对象的位置提供了更加精准的信息。
步骤S202：根据各监控摄像头在坐标地图中覆盖的目标区域的范围，以重叠方式划分坐标地图，并将划分后的结果对应分配给各监控摄像头，得到各监控摄像头对应的子坐标地图。具体地，当目标对象从一个摄像头的监控范围移动到另一个摄像头的监控范围时，为了更快的切换所使用的监控摄像头，需要建立每个摄像头对应的子坐标地图。根据确定目标对象在哪一个子坐标地图中，快速调用对应的监控摄头，并且本发明实施例中对于监控范围重叠的监控摄像头，也会重叠地划分子坐标地图，这样的好处是使得监控角度更加完善。例如：当某个目标对象走到某一位置时，此位置不仅在监控摄像头A的监控范围内，也在B的监控范围内，那么我们认为该目标同时落入这两个监控摄像头的子坐标地图中，地面监控***会立刻调配监控摄像头A和监控摄像头B对目标对象同时跟踪，包括无人机的跟踪画面，此时得到的跟踪画面有3幅，将目标对象的角度最大化。最后，将划分好的子目标地图和对应的监控摄像头匹配。
具体地，在一实施例中，上述的步骤S102，具体包括如下步骤：
步骤S203：当目标对象出现在某一监控摄像头的监控范围内时，接收该监控摄像头发送的监控指令，监控指令包括目标对象的目标特征和坐标，具体地，当需要监控的目标对象一旦出现在某个监控摄像头的监控范围内时，此时通过由监控中心***预设的算法自动提取目标特征，对于目标特征的提取可以使用但不限于SIFT算法，目标对象的初始位置坐标可以根据目标对象所在的初始摄像头的具***置来确定。将目标特征和目标对象的坐标打包为监控指令发送到地面监控***中，监控指令用于监控中心调配离目标对象最近的无人机。
步骤S204：发送监控指令至距离目标对象最近的无人机，并调配距离目标对象最近的无人机跟踪目标对象。具体地，地面监控***将监控指令转发给监控中心，之后监控中心将监控指令通过预设的无人机初始位置坐标，找到离目标对象最近的无人机，当找到的无人机正在工作时，放弃该无人机继续寻找离目标对象的距离次近的无人机，当找到的无人机是待调配状态时，之后将监控指令转发给该的无人机，无人机接到指令后立即前往该子坐标地图对应的区域，通过监控指令中的目标特征搜索区域内的目标对象并锁定，开始高空实时跟踪。
具体地，在一实施例中，上述步骤S103，具体包括如下步骤：
步骤S205：实时接收无人机获取的目标对象的实时坐标。具体地，在无人机对目标对象实时跟踪的过程当中，为了保证地面监控***的监控摄像头之间切换流畅，因此需要无人机将跟踪目标对象过程中所得的实时坐标不断发送给地面监控***，地面监控***的监控中心每次收到实时坐标后，均进行一次目标对象所在子坐标地图的匹配，根据匹配结果实时调配地面监控***中对应的监控摄像头，保证了在跟踪过程中，一旦目标对象出现在其他监控摄像头的监控范围内时，对应的监控摄像头都可以加入到跟踪过程当中，同时保证了摄像头跟踪画面切换的连贯性。若出现多个目标在同一个监控摄像头范围内的情况，监控中心根据目标的重要程度来选择性跟踪。本发明实施例采用逐秒发送坐标信息，在实际应用中，发送频率可以更高，本发明并不以此为限。
步骤S206：当目标对象在当前监控摄像头的监控范围内丢失时，根据实时坐标确定包含目标对象的子坐标地图。具体地，在目标跟踪的过程中，当目标对象在当前监控摄像头监控范围内丢失时，需要立刻切换其他监控摄像头对其继续跟踪。为了确定所需监控摄像头的位置，首先确定目标对象所在的子坐标地图，从而进行下一步骤的匹配。
步骤S207：调配包含目标对象的子坐标地图对应的监控摄像头，并根据目标特征和实时坐标继续跟踪目标对象。具体地，当包含目标对象坐标的子坐标地图确定后，地面监控***通过查找子坐标地图对应的监控摄像头进行调配，被调配的监控摄像头根据目标特征搜索监控范围内的目标对象并锁定，继续对目标对象进行跟踪，从而完成了一个目标对象在移动过程当中，地面监控***的摄像头之间有条不紊的切换，保证了跟踪画面的流畅性，提高了跟踪的实时性，提高了跟踪***的准确性。
具体地，在一实施例中，本发明提供的一种多角度目标跟踪方法，还包括以下步骤：
步骤S208：当完成目标跟踪时，被调配的无人机回到初始位置。具体地，在完成跟踪时，无人机回归起始位置，保证无人机在目标区域内的均匀分布，从而节省无人机被调配时的行进时间，提高下一次跟踪的效率。
通过执行上述各个步骤，本发明实施例提供的一种多角度目标跟踪方法，首先在传统的地面监控***所监控的区域中建立坐标系，获取坐标地图，进而将坐标地图细分到各个监控摄像头所监控的范围内，基于所建立的坐标地图在所监控的目标区域内布置一定数量的无人机。通过被监控的目标对象出现在地面监控***中，迅速锁定其位置，之后将其坐标信息发送给监控***，监控***发出指令调配最近的无人机进行高空间位置的跟踪，从而实现了快速的多角度跟踪。当目标对象从监控摄像头中丢失时，地面监控***通过获取无人机发送过来的坐标，迅速调配包含坐标的子坐标地图对应的摄像头在监控范围内对目标对象进行搜索，继续锁定目标对象，循环往复，直至跟踪结束为止。本发明在多角度跟踪时，通过目标对象的坐标实时调节地面监控***中各个监控摄像图，保证了跟踪画面的连续性，提高了多角度跟踪***的实时性和准确性。
如图2所示，本实施例还提供了一种多角度目标跟踪***，应用于电子设备，该***包括：
坐标地图建立模块101，获取地面监控***的坐标地图以及地面监控***中各监控摄像头的监控范围对应的子坐标地图。详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述，在此不再进行赘述。
实时跟踪模块102，接收地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于目标对象的坐标，调配无人机跟踪目标对象。详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述，在此不再进行赘述。
监控切换模块103，接收无人机获取的目标对象的实时坐标，并根据包含实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头。详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述，在此不再进行赘述。
通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的一种多角度目标跟踪***，首先在传统的地面监控***所监控的区域中建立坐标系，获取坐标地图，进而将坐标地图细分到各个监控摄像头所监控的范围内，基于所建立的坐标地图在所监控的目标区域内布置一定数量的无人机。通过被监控的目标对象出现在地面监控***中，迅速锁定其位置，之后将其坐标信息发送给监控***，监控***发出指令调配最近的无人机进行高空间位置的跟踪，从而实现了快速的多角度跟踪。当目标对象从监控摄像头中丢失时，地面监控***通过获取无人机发送过来的坐标，迅速调配包含坐标的子坐标地图对应的摄像头在监控范围内对目标对象进行搜索，继续锁定目标对象，循环往复，直至跟踪结束为止。本发明在多角度跟踪时，通过目标对象的坐标实时调节地面监控***中各个监控摄像图，保证了跟踪画面的连续性，提高了多角度跟踪***的实时性和准确性。
图3示出了本发明实施例的一种电子设备，该设备包括：处理器901和存储器902，可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
处理器901可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
上述电子设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种多角度目标跟踪方法，其特征在于，应用于监控***，所述监控***包括地面监控***和无人机，所述方法包括：
获取所述地面监控***的坐标地图以及所述地面监控***中各监控摄像头的监控范围对应的子坐标地图；
接收所述地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于所述目标对象的坐标，调配无人机跟踪所述目标对象；
接收无人机获取的所述目标对象的实时坐标，并根据包含所述实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的布置方案，包括：
在所述地面监控***所监控的目标区域内预先部署预设数量的无人机，所述无人机根据目标区域的坐标地图确定部署数量和初始停放位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述各监控摄像头根据所述坐标地图进行编排。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述地面监控***的坐标地图以及各监控摄像头监控范围对应的子坐标地图，包括：
建立所述目标区域的坐标地图；
根据各监控摄像头在所述坐标地图中覆盖的目标区域的范围，以重叠方式划分所述坐标地图，并将划分后的结果对应分配给各监控摄像头，得到各监控摄像头对应的子坐标地图。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所述地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于所述目标对象的坐标，调配无人机跟踪所述目标对象，包括：
当所述目标对象出现在某一监控摄像头的监控范围内时，接收该监控摄像头发送的监控指令，所述监控指令包括目标对象的目标特征和所述坐标；
发送所述监控指令至距离目标对象最近的无人机，并调配所述距离目标对象最近的无人机跟踪所述目标对象。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收无人机获取的所述目标对象的实时坐标，并根据包含所述实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头，包括：
实时接收所述无人机获取的所述目标对象的实时坐标；
当目标对象在当前监控摄像头的监控范围内丢失时，根据所述实时坐标确定包含目标对象的子坐标地图；
调配包含所述目标对象的子坐标地图对应的监控摄像头，并根据所述目标特征和所述实时坐标继续跟踪所述目标对象。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当完成目标跟踪时，被调配的无人机回到初始位置。
8.一种多角度目标跟踪***，其特征在于，所述***包括：
坐标地图建立模块，获取所述地面监控***的坐标地图以及所述地面监控***中各监控摄像头的监控范围对应的子坐标地图；
实时跟踪模块，接收所述地面监控***中某一监控摄像头获取的目标对象的坐标，并基于所述目标对象的坐标，调配无人机跟踪所述目标对象；
监控切换模块，接收无人机获取的所述目标对象的实时坐标，并根据包含所述实时坐标的子坐标地图调配对应的监控摄像头。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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