光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法與裝置。通常光電設(shè)備目標(biāo)被遮擋后，由于轉(zhuǎn)塔處于慣性模式，光電傳感器光軸平移引導(dǎo)致目標(biāo)不在光電設(shè)備視場(chǎng)內(nèi)而失鎖；而本發(fā)明中，穩(wěn)定平臺(tái)仍以一定的角速度運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)在遮擋消除后可能仍會(huì)保持在視頻圖像中，這樣跟蹤器就能快速重捕獲并穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)。
【專利說明】光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法與裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)。

【背景技術(shù)】
[0002]光電設(shè)備、機(jī)載光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤是通過圖像跟蹤器對(duì)視頻圖像處理，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)以跟蹤目標(biāo)。一旦被跟蹤目標(biāo)被遮擋，圖像跟蹤器無法自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，不能驅(qū)動(dòng)光電設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，將會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)丟失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法與裝置，用以解決現(xiàn)有光電設(shè)備圖像跟蹤器在目標(biāo)丟失時(shí)失鎖的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0005]光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，包括如下步驟:
[0006]I)在目標(biāo)未丟失時(shí)，采集并記錄光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度，依據(jù)所述光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定預(yù)測(cè)速度V ；
[0007]2)在目標(biāo)丟失時(shí)，光電設(shè)備以所述預(yù)測(cè)速度V轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，步驟
[0009]I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl, T<T0, TXTtl分別設(shè)定不同的預(yù)測(cè)速度。
[0010]步驟I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl之前還包括判斷跟蹤穩(wěn)定性的步驟，若不穩(wěn)定則V=O，若穩(wěn)定則進(jìn)行比較。
[0011]步驟I)中，IXTc^u V取Ttl時(shí)間內(nèi)的平均速度，TXTtl則取V=V1VV2, V1為當(dāng)前時(shí)刻之前\η時(shí)間內(nèi)的速度均值，V2為當(dāng)前時(shí)刻前Ttl時(shí)刻到前\η時(shí)刻的速度均值。
[0012]在目標(biāo)丟失時(shí)，擴(kuò)大搜索區(qū)。
[0013]光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤裝置，包括如下模塊:
[0014]I)在目標(biāo)未丟失時(shí)，采集并記錄光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度，依據(jù)所述光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定預(yù)測(cè)速度V ；
[0015]2)在目標(biāo)丟失時(shí)，光電設(shè)備以所述預(yù)測(cè)速度V轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]模塊I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl, IXV TXTtl分別設(shè)定不同的預(yù)測(cè)速度。
[0017]模塊I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl之前還包括判斷跟蹤穩(wěn)定性的模塊，若不穩(wěn)定則V=O，若穩(wěn)定則進(jìn)行比較。
[0018]模塊I)中，IXTtl則V取Ttl時(shí)間內(nèi)的平均速度，1DTtl則取V=V1VV2, V1為當(dāng)前時(shí)刻到\η時(shí)刻的速度均值，V2為\η時(shí)刻到Ttl時(shí)刻的速度均值。
[0019]在目標(biāo)丟失時(shí)，擴(kuò)大搜索區(qū)。
[0020]本發(fā)明的主要構(gòu)思在于:通常光電設(shè)備目標(biāo)被遮擋后，由于轉(zhuǎn)塔處于慣性模式，光電傳感器光軸平移引導(dǎo)致目標(biāo)不在光電設(shè)備視場(chǎng)內(nèi)而失鎖；假如穩(wěn)定平臺(tái)仍以一定的角速度運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)在遮擋消除后可能仍會(huì)保持在視頻圖像中，這樣跟蹤器就能快速重捕獲并穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)。所以，在目標(biāo)未丟失時(shí)，依據(jù)原來的轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定一個(gè)預(yù)測(cè)速度，在目標(biāo)丟失時(shí)，采用該預(yù)測(cè)速度繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠大大提高抗干擾能力，而且完全不依靠GPS或慣導(dǎo)信號(hào)。
[0021 ] 本發(fā)明解決了光電設(shè)備在視頻圖像跟蹤目標(biāo)過程中由于目標(biāo)被遮擋，造成的目標(biāo)失鎖的問題，實(shí)現(xiàn)了視頻圖像跟蹤的抗干擾功能，增強(qiáng)了光電設(shè)備在視頻圖像跟蹤的能力；該方法簡(jiǎn)單易行，不需要額外增加光電設(shè)備的傳感器；同時(shí)具有很好的通用性，可應(yīng)用在各種光電設(shè)備上，如機(jī)載光電設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是實(shí)施例的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024]光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，包括如下步驟:
[0025]I)在目標(biāo)未丟失時(shí)，采集并記錄光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度，依據(jù)所述光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定預(yù)測(cè)速度V ；
[0026]2)在目標(biāo)丟失時(shí)，光電設(shè)備以所述預(yù)測(cè)速度V轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]其中，采集處理轉(zhuǎn)塔(即搭載光電設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，可以認(rèn)為是光電設(shè)備的一部分)在目標(biāo)丟失以前的空間角速速度，保證轉(zhuǎn)塔在目標(biāo)丟失后按照先前運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)行。采用預(yù)測(cè)速度時(shí)，圖像跟蹤器輸出給伺服控制量切斷；圖像跟蹤器的搜索區(qū)域增大，待正常跟蹤后恢復(fù)；穩(wěn)定轉(zhuǎn)塔伺服控制系統(tǒng)將保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)塔之前的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(設(shè)定V)并繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間；這段時(shí)間內(nèi)跟蹤器一直在搜索區(qū)內(nèi)搜索目標(biāo)，若跟蹤器重新捕獲到目標(biāo)后，則預(yù)推(本發(fā)明的跟蹤方法也稱為預(yù)推)結(jié)束，進(jìn)入正常跟蹤；若在搜索過程中，人工檢測(cè)到目標(biāo)在視場(chǎng)內(nèi)，也可以人工參與捕獲目標(biāo)來結(jié)束預(yù)推進(jìn)入正常跟蹤。若干擾結(jié)束后，目標(biāo)已經(jīng)在視場(chǎng)之外，則讓轉(zhuǎn)臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0028]圖1給出了目標(biāo)預(yù)推的流程圖:
[0029]流程開始先判斷圖像跟蹤器目標(biāo)是否丟失，若收到目標(biāo)丟失指令則擴(kuò)大搜索區(qū)，并提取記錄的預(yù)測(cè)速度V，控制伺服系統(tǒng)以速度V轉(zhuǎn)動(dòng)；若未收到丟失指令則正常跟蹤按原控制算法計(jì)算得到的輸出量驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)。
[0030]跟蹤器正常跟蹤過程中要判斷跟蹤穩(wěn)定性，若跟蹤像素誤差在一段時(shí)間內(nèi)小于N個(gè)像素，則認(rèn)為穩(wěn)定跟蹤，并以該時(shí)刻為‘0’時(shí)刻對(duì)穩(wěn)定跟蹤時(shí)間T計(jì)時(shí)，同時(shí)開始采集、記錄轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)速度；設(shè)定一個(gè)閾值Ttl,當(dāng)IXTtl則V取T時(shí)間內(nèi)的平均速度，τ>τ0則取V=V1VV2,V1為當(dāng)前時(shí)刻之前Tc/2時(shí)間內(nèi)的速度均值，V2為當(dāng)前時(shí)刻前Ttl時(shí)刻到前1/2時(shí)刻的速度均值。
[0031]若跟蹤器為正常跟蹤指令，而若跟蹤像素誤差大于等于N個(gè)像素，則為不穩(wěn)定跟蹤，令預(yù)測(cè)速度V=O。
[0032]以上實(shí)施例給出了設(shè)定預(yù)測(cè)速度的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，作為其他實(shí)施方式，也可以采用其它預(yù)測(cè)速度，比如不判斷穩(wěn)定時(shí)間的大小而直接采用Ttl時(shí)間內(nèi)的平均速度，再比如不采用平均速度而采用某時(shí)刻的速度等等，可以根據(jù)需要進(jìn)行選取。
[0033]以上給出一種具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)在目標(biāo)未丟失時(shí)，采集并記錄光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度，依據(jù)所述光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定預(yù)測(cè)速度V; 2)在目標(biāo)丟失時(shí)，光電設(shè)備以所述預(yù)測(cè)速度V轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，步驟I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl, T<T0, TXTtl分別設(shè)定不同的預(yù)測(cè)速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，步驟I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl之前還包括判斷跟蹤穩(wěn)定性的步驟，若不穩(wěn)定則ν=ο，若穩(wěn)定則進(jìn)行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，步驟I)中，Τ〈?；則V取Ttl時(shí)間內(nèi)的平均速度，1DTtl則取V=V1VV2, V1為當(dāng)前時(shí)刻之前\丨1時(shí)間內(nèi)的速度均值，V2為當(dāng)前時(shí)刻前Ttl時(shí)刻到前\η時(shí)刻的速度均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，在目標(biāo)丟失時(shí)，擴(kuò)大搜索區(qū)。
6.光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤裝置，其特征在于，包括如下模塊: 1)在目標(biāo)未丟失時(shí)，采集并記錄光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度，依據(jù)所述光電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定預(yù)測(cè)速度V; 2)在目標(biāo)丟失時(shí)，光電設(shè)備以所述預(yù)測(cè)速度V轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤裝置，其特征在于，模塊I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl, T<T0, TXTtl分別設(shè)定不同的預(yù)測(cè)速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤裝置，其特征在于，模塊I)中，比較穩(wěn)定時(shí)間T與設(shè)定閾值Ttl之前還包括判斷跟蹤穩(wěn)定性的模塊，若不穩(wěn)定則V=0，若穩(wěn)定則進(jìn)行比較。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤裝置，其特征在于，模塊I)中，Τ〈?；則V取Ttl時(shí)間內(nèi)的平均速度，1DTtl則取V=V1VVyV1為當(dāng)前時(shí)刻到時(shí)刻的速度均值，V2為\n時(shí)刻到Ttl時(shí)刻的速度均值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8或9所述的光電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤裝置，其特征在于，在目標(biāo)丟失時(shí)，擴(kuò)大搜索區(qū)。
【文檔編號(hào)】G06T7/20GK104318585SQ201410066543
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】趙嬪婭, 張敏, 趙亮亮, 習(xí)貴平, 趙冠軍 申請(qǐng)人:凱邁（洛陽(yáng)）測(cè)控有限公司