PTZ行人跟踪和控制算法研究

作     者：付伟 

作者单位：西安工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高丽;姜沛林

授予年度：2015年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：PTZ PTZ控制算法 PTZ跟踪 相机标定 

摘      要：针对远距离视频监控中,目标图像清晰度差的问题,本文提出了采用PTZ跟踪的方法解决该问题。PTZ跟踪指当目标出现后,自动控制PTZ相机云台进行全方位旋转,针对被锁定的目标进行视觉导向的自动跟踪,以确保跟踪目标持续出现在镜头中央。光学变焦放大后,目标不会移出视野范围,从而就可以得到目标高分辨率的视频图像。PTZ跟踪中,最重要的两个模块为跟踪算法和PTZ相机控制算法。跟踪算法得到目标在图像中的位置,PTZ控制算法根据目标在图像中的位置,算出PTZ相机云台两个电机控制量,驱动云台电机运动到指定位置,使目标出现在图像的中心位置。本文重点研究了这两个模块,设计了单相机PTZ跟踪系统方案,并在此基础上,提出了双相机PTZ跟踪系统的设计方案。具体说,本文主要工作和创新点包括以下四点：1)根据传统PTZ相机控制算法偏差较大,本文提出的单相机PTZ相机控制算法,直接建立了目标图像位置和控制量直接的关系,且考虑了相机畸变,其偏差在5个像素以内。2)在单相机PTZ算法的基础上,使用单应性矩阵的方法,解决双相机PTZ控制问题,该方法不需要知道目标距离摄像机的距离,简单可操作性强。3)研究了当前5种流行的跟踪算法,并按照PTZ跟踪系统的要求,对5种跟踪算法进行了评测,筛选出了合适的跟踪算法。4)基于海康威视DS-2DF5286球机,完成了单相机PTZ跟踪系统和双相机PTZ跟踪系统程序,验证了本文提出的算法和设计的PTZ跟踪系统的有效性。实验结果证明,本文设计的PTZ跟踪系统可以有效对目标进行PTZ跟踪,得到目标高分辨率的图像。