专利名称：全场景红外分离自动跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物理领域，尤其涉及摄像技术，特别是一种全场景红外分离自动跟踪装置。
背景技术：
现有技术中，监控系统中采用摄像机跟踪拍摄方法来提高监控视野和细节。摄像 机跟踪拍摄方法中先确定跟踪对象，然后根据跟踪对象的移动路径，驱动摄像机的视野。确 定跟踪对象可以采用超声波跟踪技术、或者人脸识别技术、或者红外一体机，但是，超声波 跟踪技术的跟踪范围有限，人脸识别技术容易受旁人干扰，红外一体机将红外摄像机和跟 踪摄像机设置在一个装置内，红外摄像头视角较小，跟踪距离有限并容易丢失红外跟踪目 标。发明内容本实用新型的目的在于提供一种全场景红外分离自动跟踪装置，所述的这种全场 景红外分离自动跟踪装置要解决现有技术中视频跟踪监控设备跟踪范围有限、易受干扰、 丢失跟踪目标的技术问题。本实用新型的这种全场景红外分离自动跟踪装置由红外发射装置、红外捕获装 置、红外分析装置和自动跟踪装置构成，其中，所述的红外发射装置由红外线无线话筒构 成，所述的红外捕获装置由全场景红外摄像机和滤波卡构成，所述的滤波卡设置在全场景 红外摄像机中，所述的红外分析装置由计算机构成，全场景红外摄像机通过信号线与所述 的红外分析装置连接，所述的自动跟踪装置包括拍摄摄像机和电控云台，所述的拍摄摄像 机设置在电控云台上，红外分析装置通过控制线与拍摄摄像机和电控云台连接，全场景红 外摄像机的视野与红外线无线话筒的红外覆盖范围交叉或者重合。本实用新型的工作原理是红外线无线话筒向监控区域内发射红外信号，红外信 号是以红外点组成的红外区域。全场景红外摄像机覆盖全场景，得到全场景成像面。滤波 卡滤掉其他光线，只留下红外光谱段光线，由红外线组成的红外信号进入红外分析装置。红 外分析装置对红外信号成像面进行分析后，确定红外区域，再将位置信息传递给自动跟踪 装置。自动跟踪装置中的拍摄摄像机在电控云台驱动下，水平方向调整适当位移，垂直方向 上调整适当位移，同时调整焦距，使拍摄摄像机达到最佳拍摄角度。本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型将红外捕获 装置和自动跟踪装置分开设置，利用红外捕获装置和红外分析装置获得目标位置信号，利 用自动跟踪装置摄取图像，将跟踪范围扩大到全场景，不受干扰，不丢失跟踪目标，可在整 个教室或者会议室观测范围内，随时锁定跟踪出现在任何角度的红外目标，方便灵活、高效 智能，解决了目前市场上球形摄像机不能任意角度连续平稳跟踪指定目标的缺陷，也解决 了由于单个红外摄像头视角较小而造成的无法有效准确发现跟踪红外目标的缺陷。有效满 足了用户监控清晰度、距离控制、监控范围、智能化等方面的需求。可以广泛应用于录播系统、微格教室、视频会议主播室、电子教室、远程培训等场合。
图1是本实用新型的全场景红外分离自动跟踪装置的示意图。图2是本实用新型的全场景红外分离自动跟踪装置的原理示意图。图3是本实用新型的全场景红外分离自动跟踪装置中的红外信号成像面的示意 图。图4是本实用新型的全场景红外分离自动跟踪装置中的目标点在红外信号成像 面中的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的全场景红外分离自动跟踪装置由红外发射装置 1、红外捕获装置2、红外分析装置3和自动跟踪装置4构成，其中，所述的红外发射装置1由 红外线无线话筒构成，所述的红外捕获装置2由全场景红外摄像机和滤波卡构成，所述的 滤波卡设置在全场景红外摄像机中，所述的红外分析装置3由计算机构成，全场景红外摄 像机通过信号线与所述的红外分析装置3连接，所述的自动跟踪装置4包括拍摄摄像机和 电控云台，所述的拍摄摄像机设置在电控云台上，红外分析装置3通过控制线与拍摄摄像 机和电控云台连接，全场景红外摄像机的视野与红外线无线话筒的红外覆盖范围交叉或者 重合。本实施例的工作过程是红外线无线话筒向监控区域内发射红外信号，红外信号 是以红外点组成的红外区域。全场景红外摄像机覆盖全场景，得到全场景成像面。滤波卡 滤掉其他光线，只留下红外光谱段光线，由红外线组成的红外信号进入红外分析装置3。红 外分析装置3对红外信号成像面进行分析后，确定红外区域，再将位置信息传递给自动跟 踪装置4。自动跟踪装置4中的拍摄摄像机在电控云台驱动下，水平方向调整适当位移，垂 直方向上调整适当位移，同时调整焦距，使拍摄摄像机达到最佳拍摄角度。由全场景红外捕获装置2所得到的成像面中红外信号有很多，红外分析装置3分 析出满足条件的红外区域(由红外发射装置1所发出的红外区域)位置，同时将该区域位 置信息传递给跟踪装置。红外分析装置3有三个功能一、红外信号成像面的分析；二、红外区域位置的确 定；三、传递位置信息给跟踪装置。(1)红外信号成像面的分析红外分析装置3对红外信号成像面进行分析，其大小是M (像素)*N(像素)。装 置将成像面分成m*n个像素块(m行，η列，其中m<=M，n<=N)。每个像素块中可以确 定一个关键点叫(0 < i <= m*n，i为整数)，关键点在成像面中的坐标值可以完整标识出 来。如图3所示。红外分析装置3将这些关键点直接与跟踪装置相关联，可以获得每一个 关键点所对应的跟踪装置的移动参数(Xi，Ii, &)。装置初始使用时，只需设置部分关键点 的跟踪装置的移动参数，所需设置的关键点数小于等于16。红外分析装置3根据设置的关 键点及其对应的移动参数根据生成算法，自动生成所有关键点的对应的移动参数。此时也 即是生成了红外对应表，即关键点％，对应跟踪装置的移动参数(X1^pf1)，关键点％，对应跟踪装置的移动参数U2，I2, f2)，以此类推。(2)红外区域的确定由红外捕获装置2得到的红外信号会自动进入到红外分析装置3，由该装置检测 红外信号的具体位置。红外信号位置的确定由一系列步骤完成，这些步骤以确定满足条件 的红外区域为目标。以下条件逐条执行，进行红外区域检测。①红外区域必须处于成像面内，排除成像面中的固定红外区域(如灯光等固定光 源)。②满足条件①的成像面中的红外区域，红外点数量大于等于某一指定值M,红外点 亮度值大于等于某一指定值N。(其中，指定值M、N由现场环境具体设定)③上述两个条件都满足的红外区域中，检测满足特定形状和大小的红外区域。(形 状和大小根据红外发射装置1确定)④上述三个条件都满足的红外区域中，剩下的红外区域中，检测到区域中最亮的 红外点bi(i为整数)。⑤红外点bi所在的红外区域是满足条件的红外区域。也即是红外分析装置3要 确定的红外区域。(3)确定跟踪位置，发送控制信号红外分析装置3分析到的最亮红外点h所在的红外区域必定会呈现在成像面上， 并且必定落在某个像素块中，如图4所示。在成像面中h的坐标可以获取。在红外分析装 置3中，根据坐标查找红外对应表，可以计算出红外点h所在的红外区域对应的跟踪装置 对应的移动参数(χ，y, f)。这三个参数可以驱动跟踪装置进行水平位置，垂直位置及其焦 距的调整，达到对红外区域的跟踪，也即是对红外发射装置1的红外区域完成跟踪。
权利要求1. 一种全场景红外分离自动跟踪装置，由红外发射装置、红外捕获装置、红外分析装 置和自动跟踪装置构成，其特征在于所述的红外发射装置由红外线无线话筒构成，所述的 红外捕获装置由全场景红外摄像机和滤波卡构成，所述的滤波卡设置在全场景红外摄像机 中，所述的红外分析装置由计算机构成，全场景红外摄像机通过信号线与所述的红外分析 装置连接，所述的自动跟踪装置包括拍摄摄像机和电控云台，所述的拍摄摄像机设置在电 控云台上，红外分析装置通过控制线与拍摄摄像机和电控云台连接，全场景红外摄像机的 视野与红外线无线话筒的红外覆盖范围交叉或者重合。
专利摘要一种全场景红外分离自动跟踪装置，由红外发射装置、红外捕获装置、红外分析装置和自动跟踪装置构成，所述的红外发射装置由红外线无线话筒构成，所述的红外捕获装置由全场景红外摄像机和滤波卡构成，所述的滤波卡设置在全场景红外摄像机中，所述的红外分析装置由计算机构成，全场景红外摄像机通过信号线与所述的红外分析装置连接，所述的自动跟踪装置包括拍摄摄像机和电控云台，所述的拍摄摄像机设置在电控云台上，红外分析装置通过控制线与拍摄摄像机和电控云台连接，全场景红外摄像机的视野与红外线无线话筒的红外覆盖范围交叉或者重合。
文档编号H04N5/232GK201839377SQ20102050253
公开日2011年5月18日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者刘义, 邴福德 申请人:上海盖诺电子有限公司