一种自动跟踪摄录系统及方法与流程

本发明涉及摄像、空间定位、嵌入式领域，具体涉及一种自动跟踪摄录系统及方法，尤其涉及一种利用足球空间定位技术对足球比赛过程进行自动跟踪摄录的方法。

背景技术：

随着中国校园足球活动的广泛开展，对足球比赛和训练过程进行视频拍摄的需求越来越广泛，质量要求越来越高。如果采用人工方法拍摄，需要安排多名专业摄影师进行跟踪拍摄，导致人员投入高，工作强度大，难以在中小学得到应用普及。

采用自动跟踪技术进行拍摄，能够显著降低视频拍摄的应用门槛。然而，至今还没有见诸报道的足球自动跟踪拍摄系统或设备。有一些足球跟踪算法相关的论文，基本实现思路是用图像分析的方法跟踪足球，容易受到环境影响，比如球员遮挡，天气因素，球场环境等，难以实用化。

技术实现要素：

为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种自动跟踪摄录系统及方法，本发明的系统安装部署方便、操作简单，能够自动、高精度地使摄像机对准不断运动的足球，拍摄过程无需人工干预。

本发明提供了一种自动跟踪摄录系统，包括：

若干个从基站，用于采集坐标信息；

至少一个主基站，用以接收所述若干个从基站传送来的坐标信息并对该坐标信息进行处理；

录播主机，用于接收处理过后的坐标信息并控制至少一个摄像机的拍摄；所述主基站还连接有一智能终端，所述主基站将处理过后的坐标信息发送至该智能终端，所述录播主机将摄像机拍摄的数据发送到云平台。

上述的系统，其中，所述自动跟踪摄录系统用于足球、战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪的拍摄。

上述的系统，其中，所述若干个从基站连接有若干个电子标签位置传感器，所述电子标签位置传感器用于采集球员的坐标信息并发送至从基站。

上述的系统，其中，所述智能终端为平板电脑，所述平板电脑用于接收主基站处理过后的坐标信息并对球员运动和比赛数据进行分析。

上述的系统，其中，所述从基站通过测定足球或者球员信号的俯仰角，往返时间，从而确定目标位置的坐标信息。

上述的系统，其中，所述摄像机拍摄的视频数据，通过RTMP协议发送给录播主机，录播主机完成视频的录制和推送给云平台的工作。

本发明的另一面，一种自动跟踪摄录方法，包括以下步骤：

(1)提供至少一个主基站、若干个从基站、一个录播主机、云平台、以及至少一个摄像机；

(2)所述主基站接收所述若干个从基站采集的坐标信息并对该坐标信息进行处理；

(3)所述主基站将处理后的坐标信息发送至所述录播主机；

(4)所述录播主机根据接收的坐标信息控制所述摄像机转动和切换并将摄像机拍摄的数据发送到云平台。

上述的方法，其中，所述步骤(4)包括：

所述录播主机根据接收的坐标信息控制所述摄像机转动和切换并将摄像机拍摄的数据发送到智能移动终端；

所述智能移动终端根据录播主机发送来的数据对球员运动和比赛数据进行分析。

本发明具有以下优点：1、本发明的系统安装部署方便、操作简单，能够自动、高精度地使摄像机对准不断运动的足球，拍摄过程无需人工干预；2、每个基站通过测定足球或者球员信号的俯仰角，往返时间，从而确定目标位置，多个基站将坐标发送给主基站，主基站计算精确坐标，对球员进行准确地定位和摄像。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1、图2为本发明中一种自动跟踪摄录方法的流程图。

图3为本发明中涉及到坐标系到相机坐标系的转换关系的参考示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参照图1、图2、图3所示，本发明提供了一种自动跟踪摄录系统，包括若干个从基站，用于采集坐标信息；至少一个主基站，用以接收所述若干个从基站传送来的坐标信息并对该坐标信息进行处理；录播主机，用于接收处理过后的坐标信息并控制至少一个摄像机的拍摄；所述主基站还连接有一个智能终端，所述主基站将处理过后的坐标信息发送至该智能终端，所述录播主机将摄像机拍摄的数据发送到云平台。

本发明中，足球坐标采集采用的是通用超宽带技术。超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。足球标签和球员标签每个传感器均支持持续达160HZ的刷新速率，每个传感器或定位单元能够以6.25ms的速度对标签进行定位。每个基站通过测定足球或者球员信号的俯仰角，往返时间，从而确定目标位置。多个基站将坐标发送给主基站，主基站计算精确坐标。

本发明一优选而非限制性的实施例中，自动跟踪摄录系统还可以战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪的拍摄。

本发明一优选而非限制性的实施例中，若干个从基站连接有若干个电子标签位置传感器，所述电子标签位置传感器用于采集球员的坐标信息并发送至从基站。

本发明一优选而非限制性的实施例中，智能终端为平板电脑，所述平板电脑用于接收主基站处理过后的坐标信息并对球员运动和比赛数据进行分析，也就是说主基站将精确坐标信息发送给管理平板，平板APP科学解读球员能力、比赛战术，量化改进训练技巧，对比个人能力提升，持续改进足球技能。数字化解读足球训练数据，系统提升足球技战术水平。

本发明一优选而非限制性的实施例中，从基站通过测定足球或者球员信号的俯仰角，往返时间，从而确定目标位置的坐标信息。

本发明一优选而非限制性的实施例中，摄像机拍摄的视频数据，通过RTMP协议发送给录播主机，录播主机完成视频的录制和推送给云平台的工作，也就是说主基站将精确坐标信息发送给录播主机，录播主机根据坐标，控制相关的相机转动，相机拍摄的视频数据，通过RTMP协议发送给录播主机，录播主机完成视频的录制和推送给云平台的工作，其中录播主机工作前，需要获得足球的坐标系到相机坐标系的转换关系，用以精确的控制相机转动，因此需要设置球场相关的参数，比如球场长和宽，相机距离球场的相对位置等，转换的方式，参照图3所示。

本发明的另一面，参照图1、图2、图3所示，一种自动跟踪摄录方法，包括以下步骤：

步骤S1：提供至少一个主基站、若干个从基站、一个录播主机、云平台、以及至少一个摄像机，其中从基站的数量根据需要进行选择。

步骤S2：主基站接收所述若干个从基站采集的坐标信息并对该坐标信息进行处理。

步骤S3：主基站将处理后的坐标信息发送至所述录播主机，也就是说，主基站将精确坐标信息发送给录播主机，录播主机根据坐标，控制相关的相机转动，相机拍摄的视频数据，通过RTMP协议发送给录播主机，录播主机完成视频的录制和推送给云平台的工作。

步骤S4：录播主机根据接收的坐标信息控制所述摄像机转动和切换并将摄像机拍摄的数据发送到云平台，其中包括，步骤S4a：录播主机根据接收的坐标信息控制所述摄像机转动和切换并将摄像机拍摄的数据发送到智能移动终端，步骤S4b：智能移动终端根据录播主机发送来的数据对球员运动和比赛数据进行分析，其中智能移动终端可以为平板电脑，也就是说主基站将精确坐标信息发送给管理平板，平板APP科学解读球员能力、比赛战术，量化改进训练技巧，对比个人能力提升，持续改进足球技能。数字化解读足球训练数据，系统提升足球技战术水平。本发明的方法可以实现：安装部署方便、操作简单，能够自动、高精度地使摄像机对准不断运动的足球，拍摄过程无需人工干预。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。