一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法及裝置，該方法通過建立虛擬三維模型來模擬真實的監(jiān)控環(huán)境，獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向，根據(jù)目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標。本發(fā)明的裝置包括目標位置和移動方向計算模塊和最佳視角攝像機選擇模塊。本發(fā)明的方法及裝置能夠根據(jù)目標所在的位置從該監(jiān)控區(qū)域的所有監(jiān)控攝像機中選出最佳視角攝像機，實現(xiàn)了對目標的快速有效追蹤，解決了現(xiàn)有技術(shù)對目標進行追蹤時效率不高，展示的效果不好的問題。
【專利說明】
-種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其設及一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，它是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)。 視頻監(jiān)控W其直觀、準確、及時和信息內(nèi)容豐富而廣泛應用于許多場合。目標追蹤是視頻監(jiān) 控系統(tǒng)中的一個重要應用，目標追蹤包括單攝像機的目標追蹤和攝像機之間的目標追蹤兩 個方面。對于單攝像機的目標追蹤，采用云臺攝像機或追蹤球機跟隨目標進行轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)。 而對于攝像機之間的目標跟蹤，設及到攝像機之間的交接，實現(xiàn)起來更加復雜，例如可W通 過九宮格手動選取目標所在的監(jiān)控畫面來進行攝像機之間的交接實現(xiàn)追蹤，也可W利用 GIS系統(tǒng)經(jīng)締度信息或利用RFID等輔助系統(tǒng)進行攝像機之間的交接實現(xiàn)追蹤。
[0003] 九宮格手動追蹤目標的方法，是將攝像機的位置信息事先輸入監(jiān)控系統(tǒng)，攝像機 的監(jiān)控畫面組成九宮格，人工查找目標出現(xiàn)在九宮格中的哪個畫面中，選取該監(jiān)控畫面對 應的攝像機來進行目標追蹤。該方法不需要任何輔助設備，能適用于任何場景的目標追蹤， 但該方法需要人工查找目標出現(xiàn)在9宮格窗格的哪個畫面中，再通過人工選取目標所在的 監(jiān)控畫面來進行目標追蹤，在監(jiān)控環(huán)境復雜、監(jiān)控攝像頭很多的情況下，進行目標追蹤有較 大的難度，并且在多個監(jiān)控畫面中都出現(xiàn)監(jiān)控目標的情況下，難W選取最佳的監(jiān)控畫面。
[0004] 通過GIS系統(tǒng)來實現(xiàn)自動追蹤的方法，是將GIS系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起，并且 監(jiān)控系統(tǒng)中預先設置好每個攝像機的經(jīng)締度信息W及每臺攝像機的可視域情況，GIS系統(tǒng) 將目標攜帶的輔助設備上報的經(jīng)締度信息發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)目標所在位置的 經(jīng)締度信息自動選取攝像機，對目標進行追蹤。該方法雖然能對目標進行自動追蹤，操作簡 單，但該方法中監(jiān)控目標需要攜帶輔助的位置信息設備，對沒有攜帶輔助的位置信息設備 的目標無法進行追蹤，因此該方法只能適用于特殊的監(jiān)控場景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法及裝置，W解決現(xiàn)有 技術(shù)對目標進行追蹤時效率不高，展示的效果不好的問題。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：
[0007] -種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法，包括：
[000引獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬=維模型中的位置和移動方 向；
[0009] 根據(jù)目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所 有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標。
[0010] 進一步地，本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式，所述獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定 目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向，包括：
[0011] 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā) 送的位置B的比例坐標；
[0012] 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬=維模型中的世界坐標，得到位置B 對應的虛擬S維模型中的P0S2點；
[0013] 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點 POSB點，POSB點就是目標在虛擬S維模型中對應的位置；
[0014] W所述虛擬攝像機監(jiān)控畫面的中屯、點到POSB點的方向作為目標的移動方向。
[0015] 本發(fā)明的另一種實現(xiàn)方式，所述獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在 虛擬=維模型中的位置和移動方向，包括：
[0016] 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，按目標的移動方向在監(jiān)控畫 面劃動后，發(fā)送的劃動軌跡的起點A和終點B的比例坐標，其中所述劃動軌跡的終點B為目標 當前所在的位置，起點A為目標移動路徑中的任意一點；
[0017] 將起點A和終點B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬S維模型中的世界坐標，得 到起點A對應的虛擬S維模型中的POSl點和終點B對應的虛擬S維模型中的P0S2點；
[0018] 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和POSl點的射線得到與地面的交點 POSA點，POSA點就是起點A在虛擬S維模型中對應的位置，通過虛擬攝像機和P0S2點的射線 得到與地面的交點POSB點，POSB點就是終點B在虛擬S維模型中對應的位置；
[0019] WPOSA點到POSB點的方向作為目標的移動方向。
[0020]本發(fā)明另一種實現(xiàn)方式，所述獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛 擬=維模型中的位置和移動方向，包括：
[0021 ]接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā) 送的位置B的比例坐標；
[0022] 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬=維模型中的世界坐標，得到位置B 對應的虛擬S維模型中的P0S2點；
[0023] 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點 POSB點，POSB點就是目標在虛擬S維模型中對應的位置；
[0024] 查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域，當POSB點不在目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝 像機所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域時，查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域與目標所在監(jiān)控畫面對應的 虛擬攝像機所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域之間口的位置；
[0025] W和所述口垂直并且指向POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域的方向作為目標的移動方 向。
[0026] 進一步地，所述根據(jù)目標在虛擬=維空間的位置和移動方向從目標所在邏輯監(jiān)控 區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標，包括：
[0027] 根據(jù)目標在虛擬S維模型中的移動方向和虛擬攝像機的視角方向，計算出POSB點 所在邏輯監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的每臺虛擬攝像機的監(jiān)控視角方向與目標移動方向之間的向量夾角， 然后將向量夾角轉(zhuǎn)換為0~90度范圍內(nèi)的線段間夾角，選出虛擬攝像機的視角方向與目標 移動方向之間的線段間夾角小于預定角度闊值的所有虛擬攝像機；
[0028] 比較POSB點在選出的虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中的位置，選取POSB點在監(jiān)控畫面最 中屯、位置的虛擬攝像機作為最佳視角攝像機。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置，包括：
[0030] 目標位置和移動方向計算模塊，用于獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目 標在虛擬=維模型中的位置和移動方向；
[0031] 最佳視角攝像機選擇模塊，用于根據(jù)目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向從 目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標。
[0032] 本發(fā)明提出了一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法及裝置，當用戶發(fā)現(xiàn)目標移 動到監(jiān)控畫面的邊緣位置，通過當前監(jiān)控畫面不能很好的監(jiān)控目標時，在監(jiān)控畫面中點擊 目標所在的位置，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)目標所在的位置從該監(jiān)控區(qū)域的所有監(jiān)控攝像機中選出最 佳視角攝像機，并將視頻監(jiān)控客戶端的監(jiān)控畫面自動切換到選出的最佳視角攝像機的監(jiān)控 畫面，實現(xiàn)了對目標的快速有效追蹤，解決了現(xiàn)有技術(shù)對目標進行追蹤時效率不高，展示的 效果不好的問題。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法的流程圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明實施例虛擬=維模型監(jiān)控區(qū)域示意圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步詳細說明，W下實施例不構(gòu)成 對本發(fā)明的限定。
[0037] 如圖1所示，一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法，包括：
[0038] 步驟Sl、獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬=維模型中的位置 和移動方向。
[0039] 本實施例通過將整個監(jiān)控區(qū)域在=維空間服務器中按1:1的比例構(gòu)建虛擬=維模 型來實現(xiàn)在=維空間服務器中模擬實際的監(jiān)控場景，在進行=維建模時包括對整個監(jiān)控區(qū) 域內(nèi)的所有攝像機進行=維建模，使每個虛擬攝像機與對應的真實攝像機的安裝位置、監(jiān) 控視角、CCD尺寸W及焦距信息等完全一致，保證每個虛擬攝像機的監(jiān)控畫面和對應的真實 攝像機的監(jiān)控畫面相同。同時在=維空間服務器中根據(jù)監(jiān)控要求和環(huán)境情況將整個虛擬監(jiān) 控區(qū)域劃分為多個邏輯監(jiān)控區(qū)域，每個邏輯監(jiān)控區(qū)域至少包含一臺虛擬攝像機，一個邏輯 監(jiān)控區(qū)域可W是一個房間，也可W是一條走廊等。將整個虛擬監(jiān)控區(qū)域劃分為多個邏輯監(jiān) 控區(qū)域，便于按監(jiān)控要求對整個虛擬監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的虛擬攝像機進行管理。記錄下每個邏輯 監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有虛擬攝像機的ID號，虛擬攝像機的ID號與其對應的真實攝像機的ID號相 同。
[0040] 本實施例中用戶需要對目標進行追蹤時，通過視頻監(jiān)控客戶端訪問目標所在位置 的真實攝像機，獲取監(jiān)控畫面，同時視頻監(jiān)控客戶端將該攝像機的ID號上報給=維空間服 務器，=維空間服務器根據(jù)視頻監(jiān)控客戶端上報的真實攝像機的ID號得到對應的虛擬攝像 機ID號，從而獲取和真實監(jiān)控畫面完全相同的虛擬監(jiān)控畫面。同時=維空間服務器根據(jù)虛 擬攝像機的ID號獲取該虛擬攝像機所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域。
[0041] 當用戶發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置，通過當前監(jiān)控畫面不能很好的監(jiān)控 目標時，在監(jiān)控畫面中點擊目標所在的位置B，視頻監(jiān)控客戶端記錄下B點的比例坐標并將B 點的比例坐標發(fā)送給=維空間服務器。
[0042] 需要說明的是，本實施例對點擊目標所在的位置的方式不作限制，可W通過單擊 或雙擊鼠標的左鍵來實現(xiàn)，也可W通過單擊或雙擊鼠標的右鍵來實現(xiàn)，還可W通過用手接 觸觸摸屏來觸發(fā)。
[0043] 由于虛擬攝像機的監(jiān)控畫面和真實攝像機的監(jiān)控畫面完全相同，因此真實攝像機 監(jiān)控畫面中的B點比例坐標和虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中對應的B'點的比例坐標相同。
[0044] =維空間服務器將虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中B'點的二維比例坐標通過矩陣計算 轉(zhuǎn)換為虛擬=維模型中虛擬攝像機近裁剪面上的=維世界坐標，得到B'點在虛擬=維模型 中虛擬攝像機的近裁剪面上對應的世界坐標位置P0S2點，具體過程如下：
[0045] 首先計算虛擬攝像機的投影矩陣Mp。由于虛擬攝像機為透視投影，其數(shù)學上的意 義為截錐六面體，其中近裁剪面的左下角坐標為（l，b，n)，近裁剪面的右上角坐標為(r，t, n)，近裁剪面距離為n，遠裁剪面距離為f，通過六個平面和相關(guān)點的運算可W推導得到
[0046]
[0047]
[004引
[0049]
[(K)加 ]
[0化1 ]
[0化2]
[0化3]
[0054]然后計算虛擬攝像機的視圖矩陣，即從世界坐標系轉(zhuǎn)換到攝像機坐標系的換算矩 陣Mv。視圖矩陣包含兩部分，虛擬攝像機的旋轉(zhuǎn)變換矩陣R和位移變換矩陣T，即為：
[0化5]
[0056]將虛擬攝像機監(jiān)控畫面中B'點的比例坐標換算到虛擬監(jiān)控模型的=維世界坐標 P0S2。將虛擬圖像的投影平面設置為虛擬攝像的近裁剪面，則投影平面的深度就是n，B'點 在W虛擬攝像機為原點的=維空間中投影平面上對應的點為V點，設投影面上的點V投影坐 標為^(17胖'，￥(17山，11)，其中胖'為投影平面的寬度，山為投影平面的長度，乂(1'為￥點在投 影平面寬度軸向上的值，Yd'為V點在投影平面長度軸向上的值，可推導該點的實際世界坐 標
[0057] P〇S2=Mv-i ? Mp-I ? V
[0058] 本實施例通過虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點POSB點，POSB點就是 目標在虛擬=維模型中對應的位置。其中虛擬攝像機是指目標所在監(jiān)控畫面對應的攝像機 在虛擬=維模型中對應的虛擬攝像機。
[0059] 優(yōu)選的，本實施例S維空間服務器W當前虛擬攝像機監(jiān)控畫面的中屯、點到POSB點 的方向作為目標的移動方向。
[0060] 目標的移動方向還可W通過如下方法計算得到：
[0061] 當用戶發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置，通過當前監(jiān)控畫面不能很好的監(jiān)控 目標時，按照目標的移動方向按住鼠標左鍵在監(jiān)控畫面上劃一條線段，或者按照目標的移 動方向用手在觸摸屏上劃一條線段，本實施例對劃動的方式不作限定。該線段的終點為目 標當前所在的位置，起點可W為目標移動路徑中的任意一點，監(jiān)控服務器記錄下該線段的 起點A和終點B的比例坐標并將起點A和終點B的比例坐標發(fā)送給S維空間服務器。
[0062] =維空間服務器通過上述同樣的方法計算出A點和B點在虛擬=維模型中對應的 位置POSA點和POSB點，將從POSA點到POSB點的方向作為目標的移動方向。
[0063] 需要說明的是，當POSB點不在當前邏輯監(jiān)控區(qū)域，并且當前邏輯監(jiān)控區(qū)域與POSB 點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域之間有口時，W和口垂直并且指向POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域的方 向作為目標的移動方向。
[0064] 步驟S2、根據(jù)目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域 中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標。
[0065] 本實施例S維空間服務器計算出目標在虛擬S維模型中的位置POSB點后，首先判 斷POSB點是否在當前邏輯監(jiān)控區(qū)域。
[0066] 如果POSB點在當前邏輯監(jiān)控區(qū)域，則檢索當前邏輯監(jiān)控區(qū)域內(nèi)除當前攝像機外的 所有虛擬攝像機，計算出每臺虛擬攝像機的視角方向與目標移動方向之間的向量夾角，然 后將向量夾角轉(zhuǎn)換為0~90度范圍內(nèi)的線段間夾角，選出攝像機的視角方向與目標移動方 向之間的線段間夾角小于預定角度闊值的所有虛擬攝像機。當選出的虛擬攝像機數(shù)量大于 1時，則比較POSB點在虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中的位置，選取POSB點在監(jiān)控畫面最中屯、位置 的虛擬攝像機作為最佳視角攝像機；當選出的虛擬攝像機只有一臺時，將該虛擬攝像機作 為最佳視角攝像機。
[0067] 如果POSB點不在當前邏輯監(jiān)控區(qū)域，則檢索POSB點所在邏輯監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的所有虛 擬攝像機，計算出每臺虛擬攝像機的視角方向與目標移動方向之間的向量夾角，然后將向 量夾角轉(zhuǎn)換為0~90度范圍內(nèi)的線段間夾角，選出攝像機的視角方向與目標移動方向之間 的線段間夾角小于預定角度闊值的所有虛擬攝像機。當選出的虛擬攝像機數(shù)量大于1時，貝U 比較POSB點在虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中的位置，選取POSB點在監(jiān)控畫面最中屯、位置的虛擬 攝像機作為最佳視角攝像機；當選出的虛擬攝像機只有一臺時，將該虛擬攝像機作為最佳 視角攝像機。
[0068] 本實施例還可W通過如下方法得到最佳視角攝像機：
[0069] 計算POSB點在邏輯監(jiān)控區(qū)域中每臺虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中的位置，選出POSB點 在預設監(jiān)控畫面中屯、區(qū)域內(nèi)的所有虛擬攝像機，然后計算選出的每臺虛擬攝像機的視角方 向與目標移動方向的向量夾角，再將向量夾角轉(zhuǎn)換為O~90度范圍內(nèi)的線段間夾角，選出虛 擬攝像機的視角方向與目標移動方向之間的線段間夾角最小的虛擬攝像機作為最佳視角 攝像機。
[0070] 本實施例=維空間服務器從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出 最佳視角攝像機后，將最佳視角攝像機的ID號發(fā)送給視頻監(jiān)控客戶端，視頻監(jiān)控客戶端根 據(jù)攝像機的ID號訪問最佳視角攝像機，獲取最佳視角攝像機的監(jiān)控畫面，對目標進行追蹤。
[0071] 本實施例還可W通過如下方法使視頻監(jiān)控客戶端獲取最佳視角攝像機的監(jiān)控畫 面：
[0072] =維空間服務器從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角 攝像機后，通知視頻管理服務器將最佳視角攝像機的監(jiān)控視頻下發(fā)到視頻監(jiān)控客戶端，視 頻監(jiān)控客戶端獲取最佳視角攝像機的監(jiān)控畫面，對目標進行追蹤。
[0073] 需要說明的是，視頻管理服務器用于在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中管理視頻監(jiān)控客戶端和所 有攝像機的監(jiān)控視頻。本實施例中=維空間服務器可W為獨立的服務器，也可W與視頻管 理服務器共用一臺服務器。
[0074] 本實施例中當用戶對=維空間服務器選出的最佳視角攝像機的監(jiān)控視角不滿意 時，可W再點擊一下目標所在的位置，=維空間服務器會根據(jù)視頻監(jiān)控客戶端上報的目標 位置信息，按步驟Sl~S2進行重新計算和選擇，選出新的最佳視角攝像機。即當目標在原地 不動時，用戶可W通過點擊目標的位置來切換監(jiān)控視角，選取最滿意的監(jiān)控畫面進行目標 追蹤。
[0075] 下面通過舉例對最佳視角攝像機的選擇過程進行說明，如圖2所示，為虛擬=維模 型內(nèi)的監(jiān)控示意圖，邏輯監(jiān)控區(qū)域A內(nèi)有虛擬攝像機1，邏輯監(jiān)控區(qū)域B內(nèi)有虛擬攝像機2、虛 擬攝像機3和虛擬攝像機4,邏輯監(jiān)控區(qū)域A和邏輯監(jiān)控區(qū)域B之間有一道口，虛擬攝像機1、 虛擬攝像機2、虛擬攝像機3和虛擬攝像機4的監(jiān)控視角如圖所示，POSA點、POSB點和POSC點 對應的真實攝像機監(jiān)控畫面中的位置分別為A點、B點和C點。
[0076] 用戶在視頻監(jiān)控客戶端上打開虛擬攝像機1對應的真實攝像機的監(jiān)控畫面，對目 標進行追蹤，視頻監(jiān)控客戶端將當前真實攝像機的ID號1上報給=維空間服務器，=維空間 服務器通過查詢得到虛擬攝像機1所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域A，當目標從A點移動到B點，用戶通 過當前監(jiān)控畫面不能很好的監(jiān)控目標時，點擊目標所在的位置B。
[0077] 視頻監(jiān)控客戶端將B點的比例坐標上報給=維空間服務器，=維空間服務器通過B 點的比例坐標計算得到B點在虛擬S維模型中對應的位置POSB點。查詢POSB點所在的邏輯 監(jiān)控區(qū)域，發(fā)現(xiàn)POSB點不在邏輯監(jiān)控區(qū)域A，而是在邏輯監(jiān)控區(qū)域B，并且邏輯監(jiān)控區(qū)域B和 邏輯監(jiān)控區(qū)域A之間有一道口，因此得到目標的移動方向為與該口垂直并且指向邏輯監(jiān)控 區(qū)域B。然后=維空間服務器查詢邏輯監(jiān)控區(qū)域B內(nèi)的所有虛擬攝像機，得到虛擬攝像機2、 虛擬攝像機3和虛擬攝像機4,分別計算出虛擬攝像機2、虛擬攝像機3和虛擬攝像機4的視角 方向與目標移動方向之間的夾角，并用預先設定的闊值與計算出的夾角進行比對，得到攝 像機的視角方向與目標移動方向的夾角小于預先設定的闊值的虛擬攝像機為虛擬攝像機2 和虛擬攝像機3。比較POSB點在虛擬攝像機2和虛擬攝像機3監(jiān)控畫面中的位置，得到POSB點 在虛擬攝像機3的監(jiān)控畫面中更接近中屯、位置，因此選取虛擬攝像機3為最佳視角攝像機， 將視頻監(jiān)控客戶端上的監(jiān)控畫面從虛擬攝像機I對應的真實攝像機切換到虛擬攝像機3對 應的真實攝像機，繼續(xù)對目標進行追蹤。
[0078] 當目標從B點移動到C點，用戶通過攝像機3對應的真實攝像機不能很好的監(jiān)控目 標時，點擊目標所在的位置C。
[0079] 視頻監(jiān)控客戶端將C點的比例坐標上報給=維空間服務器，=維空間服務器通過C 點的比例坐標計算得到C點在虛擬S維模型中對應的位置POSC點。查詢POSC點所在的邏輯 監(jiān)控區(qū)域，發(fā)現(xiàn)POSC點還在當前邏輯監(jiān)控區(qū)域B，得到目標的移動方向為從虛擬攝像機3的 監(jiān)控畫面中屯、點到POSC點的方向。然后查詢邏輯監(jiān)控區(qū)域B中除虛擬攝像機3W外的所有虛 擬攝像機，得到虛擬攝像機2和虛擬攝像機4,分別計算虛擬攝像機2、虛擬攝像機4的視角方 向與目標移動方向之間的夾角，并用預先設定的闊值與計算出的夾角進行比對，得到攝像 機的視角方向與目標移動方向的夾角小于預先設定的闊值的虛擬攝像機只有虛擬攝像機 2,因此將虛擬攝像機2作為最佳視角攝像機，將視頻監(jiān)控客戶端上的監(jiān)控畫面從虛擬攝像 機3對應的真實攝像機切換到虛擬攝像機2對應的真實攝像機，繼續(xù)對目標進行追蹤。
[0080] 通過運種方法，用戶實現(xiàn)了對目標的快速有效追蹤。
[0081 ]本實施例還提出了一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置，應用于視頻監(jiān)控系統(tǒng) 中的=維空間服務器，與上述方法對應，如圖3所示，包括：
[0082] 目標位置和移動方向計算模塊，用于獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目 標在虛擬=維模型中的位置和移動方向；
[0083] 最佳視角攝像機選擇模塊，用于根據(jù)目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向從 目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標。
[0084] 本實施例=維空間服務器從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出 最佳視角攝像機后，將最佳視角攝像機的ID號發(fā)送給視頻監(jiān)控客戶端，視頻監(jiān)控客戶端根 據(jù)攝像機的ID號訪問最佳視角攝像機，獲取最佳視角攝像機的監(jiān)控畫面，對目標進行追蹤。
[0085] 本實施例中，目標位置和移動方向計算模塊獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息， 確定目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向，執(zhí)行如下操作：
[0086] 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā) 送的位置B的比例坐標；
[0087] 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬=維模型中的世界坐標，得到位置B 對應的虛擬S維模型中的P0S2點；
[0088] 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點 POSB點，POSB點就是目標在虛擬S維模型中對應的位置；
[0089] W所述虛擬攝像機監(jiān)控畫面的中屯、點到POSB點的方向作為目標的移動方向。
[0090] 或者，本實施例目標位置和移動方向計算模塊獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信 息，確定目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向，執(zhí)行如下操作：
[0091 ]接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，按目標的移動方向在監(jiān)控畫 面劃動后，發(fā)送的劃動軌跡的起點A和終點B的比例坐標，其中所述劃動軌跡的終點B為目標 當前所在的位置，起點A為目標移動路徑中的任意一點；
[0092]將起點A和終點B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬=維模型中的世界坐標，得 到起點A對應的虛擬S維模型中的POSl點和終點B對應的虛擬S維模型中的P0S2點；
[0093] 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和POSl點的射線得到與地面的交點 POSA點，POSA點就是起點A在虛擬S維模型中對應的位置，通過虛擬攝像機和P0S2點的射線 得到與地面的交點POSB點，POSB點就是終點B在虛擬S維模型中對應的位置；
[0094] WPOSA點到POSB點的方向作為目標的移動方向。
[0095] 或者，本實施例目標位置和移動方向計算模塊獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信 息，確定目標在虛擬=維模型中的位置和移動方向，執(zhí)行如下操作：
[0096] 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā) 送的位置B的比例坐標；
[0097] 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬=維模型中的世界坐標，得到位置B 對應的虛擬S維模型中的P0S2點；
[0098] 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點 POSB點，POSB點就是目標在虛擬S維模型中對應的位置；
[0099] 查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域，當POSB點不在目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝 像機所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域時，查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域與目標所在監(jiān)控畫面對應的 虛擬攝像機所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域之間口的位置；
[0100] W和所述口垂直并且指向POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域的方向作為目標的移動方 向。
[0101] 在獲得在虛擬=維模型中的位置和移動方向后，本實施例最佳視角攝像機選擇模 塊根據(jù)目標在虛擬=維空間的位置和移動方向從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝 像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標，執(zhí)行如下操作：
[0102] 根據(jù)目標在虛擬S維模型中的移動方向和虛擬攝像機的視角方向，計算出POSB點 所在邏輯監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的每臺虛擬攝像機的監(jiān)控視角方向與目標移動方向之間的向量夾角， 然后將向量夾角轉(zhuǎn)換為0~90度范圍內(nèi)的線段間夾角，選出虛擬攝像機的視角方向與目標 移動方向之間的線段間夾角小于預定角度闊值的所有虛擬攝像機；
[0103] 比較POSB點在選出的虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中的位置，選取POSB點在監(jiān)控畫面最 中屯、位置的虛擬攝像機作為最佳視角攝像機。
[0104] W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進行限制，在不背離本發(fā)明精 神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變 形，但運些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法，其特征在于，所述利用空間信息實現(xiàn)目標 追蹤的方法，包括： 獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向； 根據(jù)目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛 擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法，其特征在于，所述獲取目 標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向，包括： 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā)送的 位置B的比例坐標； 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬三維模型中的世界坐標，得到位置B對應 的虛擬三維模型中的P0S2點； 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點POSB點， POSB點就是目標在虛擬三維模型中對應的位置； 以所述虛擬攝像機監(jiān)控畫面的中心點到POSB點的方向作為目標的移動方向。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法，其特征在于，所述獲取目 標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向，包括： 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，按目標的移動方向在監(jiān)控畫面劃 動后，發(fā)送的劃動軌跡的起點A和終點B的比例坐標，其中所述劃動軌跡的終點B為目標當前 所在的位置，起點A為目標移動路徑中的任意一點； 將起點A和終點B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬三維模型中的世界坐標，得到起 點A對應的虛擬三維模型中的P0S1點和終點B對應的虛擬三維模型中的P0S2點； 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S1點的射線得到與地面的交點POSA點， POSA點就是起點A在虛擬三維模型中對應的位置，通過虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與 地面的交點POSB點，POSB點就是終點B在虛擬三維模型中對應的位置； 以POSA點到POSB點的方向作為目標的移動方向。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法，其特征在于，所述獲取目 標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向，包括： 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā)送的 位置B的比例坐標； 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬三維模型中的世界坐標，得到位置B對應 的虛擬三維模型中的P0S2點； 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點POSB點， POSB點就是目標在虛擬三維模型中對應的位置； 查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域，當POSB點不在目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機 所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域時，查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域與目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬 攝像機所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域之間門的位置； 以和所述門垂直并且指向POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域的方向作為目標的移動方向。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的方法，其特征在于，所述 根據(jù)目標在虛擬三維空間的位置和移動方向從目標所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像 機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標，包括： 根據(jù)目標在虛擬三維模型中的移動方向和虛擬攝像機的視角方向，計算出POSB點所在 邏輯監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的每臺虛擬攝像機的監(jiān)控視角方向與目標移動方向之間的向量夾角，然后 將向量夾角轉(zhuǎn)換為〇~90度范圍內(nèi)的線段間夾角，選出虛擬攝像機的視角方向與目標移動 方向之間的線段間夾角小于預定角度閾值的所有虛擬攝像機； 比較POSB點在選出的虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中的位置，選取POSB點在監(jiān)控畫面最中心 位置的虛擬攝像機作為最佳視角攝像機。6. -種利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置，其特征在于，所述利用空間信息實現(xiàn)目標 追蹤的裝置，包括： 目標位置和移動方向計算模塊，用于獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在 虛擬三維模型中的位置和移動方向； 最佳視角攝像機選擇模塊，用于根據(jù)目標在虛擬三維模型中的位置和移動方向從目標 所在邏輯監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置，其特征在于，所述目標位 置和移動方向計算模塊獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的 位置和移動方向，執(zhí)行如下操作： 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā)送的 位置B的比例坐標； 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬三維模型中的世界坐標，得到位置B對應 的虛擬三維模型中的POS2點； 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和POS2點的射線得到與地面的交點POSB點， POSB點就是目標在虛擬三維模型中對應的位置； 以所述虛擬攝像機監(jiān)控畫面的中心點到POSB點的方向作為目標的移動方向。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置，其特征在于，所述目標位 置和移動方向計算模塊獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的 位置和移動方向，執(zhí)行如下操作： 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，按目標的移動方向在監(jiān)控畫面劃 動后，發(fā)送的劃動軌跡的起點A和終點B的比例坐標，其中所述劃動軌跡的終點B為目標當前 所在的位置，起點A為目標移動路徑中的任意一點； 將起點A和終點B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬三維模型中的世界坐標，得到起 點A對應的虛擬三維模型中的P0S1點和終點B對應的虛擬三維模型中的P0S2點； 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S1點的射線得到與地面的交點P0SA點， P0SA點就是起點A在虛擬三維模型中對應的位置，通過虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與 地面的交點POSB點，POSB點就是終點B在虛擬三維模型中對應的位置； 以P0SA點到POSB點的方向作為目標的移動方向。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置，其特征在于，所述目標位 置和移動方向計算模塊獲取目標在監(jiān)控畫面中的位置信息，確定目標在虛擬三維模型中的 位置和移動方向，執(zhí)行如下操作： 接收用戶在發(fā)現(xiàn)目標移動到監(jiān)控畫面的邊緣位置時，點擊目標所在的位置B后發(fā)送的 位置B的比例坐標； 將位置B的比例坐標通過矩陣計算轉(zhuǎn)換為虛擬三維模型中的世界坐標，得到位置B對應 的虛擬三維模型中的P0S2點； 通過目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機和P0S2點的射線得到與地面的交點POSB點， POSB點就是目標在虛擬三維模型中對應的位置； 查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域，當POSB點不在目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬攝像機 所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域時，查詢POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域與目標所在監(jiān)控畫面對應的虛擬 攝像機所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域之間門的位置； 以和所述門垂直并且指向POSB點所在的邏輯監(jiān)控區(qū)域的方向作為目標的移動方向。10.根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的利用空間信息實現(xiàn)目標追蹤的裝置，其特征在于，所 述最佳視角攝像機選擇模塊根據(jù)目標在虛擬三維空間的位置和移動方向從目標所在邏輯 監(jiān)控區(qū)域中的所有虛擬攝像機中選出最佳視角攝像機來跟蹤目標，執(zhí)行如下操作： 根據(jù)目標在虛擬三維模型中的移動方向和虛擬攝像機的視角方向，計算出POSB點所在 邏輯監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的每臺虛擬攝像機的監(jiān)控視角方向與目標移動方向之間的向量夾角，然后 將向量夾角轉(zhuǎn)換為〇~90度范圍內(nèi)的線段間夾角，選出虛擬攝像機的視角方向與目標移動 方向之間的線段間夾角小于預定角度閾值的所有虛擬攝像機； 比較POSB點在選出的虛擬攝像機的監(jiān)控畫面中的位置，選取POSB點在監(jiān)控畫面最中心 位置的虛擬攝像機作為最佳視角攝像機。
【文檔編號】H04N7/18GK105828045SQ201610322358
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】黃黎濱
【申請人】浙江宇視科技有限公司