一种场景感应云台电池机调节系统的制作方法

本发明涉及场景感应控制，尤其涉及一种场景感应云台电池机调节系统。

背景技术：

1、场景感应控制技术涉及使用各种传感器和数据处理系统来自动检测和响应环境变化的技术。这种技术通常应用于视频监控、智能家居、机器人技术和交互式媒体等领域。核心功能是使设备能够理解和适应其操作环境，从而优化性能和用户体验。通过分析从摄像头、红外传感器、光线传感器等收集的数据，系统能够识别环境变化，如光照变化、物体移动或用户行为，并据此调整设备设置或行为。例如，在智能照明系统中，场景感应控制可以根据房间内人的活动自动调整灯光亮度和颜色。

2、其中，场景感应云台电池机调节系统，是一个具体应用场景感应控制技术的系统，旨在通过自动调节云台的方向和角度来优化摄像头的捕捉效果。云台是支持摄像头或其他设备的可旋转机构，能够在多个方向上移动。该系统通过感知场景的变化（如监测区域内的移动对象）来调整云台的位置，确保摄像头始终对准关键区域或对象。这种系统的用途广泛，可以应用于安全监控、视频会议、电影摄制和自动跟踪拍摄等多个领域，提供更智能、自动化的操作方式，增强监控效果和用户交互体验。

3、现有技术在快速变化的环境中通常难以即时调整设置以适应新条件，导致操作延迟和追踪效果下降。这种滞后性在对实时性要求极高的应用中，如安全监控，可能导致关键信息的遗漏。此外，传统技术在预测未来环境变化方面的能力不足，通常只能被动响应已发生的变化，而不是主动预调整，这限制了系统的整体效率和效果。在目标识别方面，缺乏有效的动静态区分和优先级设定，可能导致资源浪费在对低优先级目标的处理上。这些不足导致现有技术在复杂或多变环境下的应用效果不理想，例如在多目标跟踪场景中可能无法有效区分和优先处理关键目标，影响系统的整体性能和用户体验。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种场景感应云台电池机调节系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种场景感应云台电池机调节系统包括：

3、环境数据采集模块通过传感器数组进行数据检测，收集外部环境数据，包括光照强度、天气状况、温度信息，并同步记录云台的位置、方向和速度，分析外部环境对云台动作的影响，生成环境状态数据集；

4、目标检测与分类模块利用所述环境状态数据集，执行目标识别和分类，分辨场景中的动态目标和静态背景，计算动态目标的速度和移动方向，并根据速度和移动方向为每个动态目标设置追踪优先级，生成目标分类与优先级结果；

5、因果关系分析模块使用所述目标分类与优先级结果，确认目标行为和外部环境变量之间的关联，分析光照、温度变化对目标行为的影响，得出因果关系估算结果；

6、云台控制执行模块根据所述因果关系估算结果，调用云台驱动装置调节云台的速度、角度和焦距，基于优先级追踪的目标，生成调整后的跟踪参数。

7、作为本发明的进一步方案，所述环境状态数据集的获取步骤具体为：

8、通过传感器数组同步测量外部环境的光照强度、天气状况、温度信息，分别得到原始读数、、，得到初步环境读数集合；

9、对所述初步环境读数集合中的每种读数、、，应用复合滤波算法，得到滤波后的读数、、，参照公式如下：

10、其中，代表滤波后的环境变量读数，表示在当前时刻之前一个时间点的读数，表示当前时刻的读数，表示在当前时刻之后一个时间点的读数；

11、分析所述滤波后的环境读数、、与云台的位置、方向、速度之间的关系，使用线性回归模型，评估多环境变量对云台动作的影响，参照公式如下：

12、计算外部环境和云台动作参数之间的统计相关性，形成环境状态数据集与云台动作关系模型，获取环境状态数据集；

13、其中，impact表示环境变量和云台动作参数的综合影响评分，为截距项，代表模型中的基础影响值，为光照强度的回归系数，为光照强度的平方根，为天气状况，的回归系数的平方，为天气状况的平方，为温度的回归系数，为温度信息的逻辑函数，为云台位置的回归系数，为方向的回归系数，为方向的余弦值，为速度的回归系数，为速度的对数转换，是自然对数的底数。

14、作为本发明的进一步方案，所述目标分类与优先级结果的获取步骤具体为：

15、接收所述环境状态数据集，执行目标识别，区分场景中的动态目标和静态背景，得到初步分类结果；

16、对所述初步分类结果中的动态目标执行速度和移动方向的计算，使用速度公式计算动态目标速度和方向，参照公式如下：

17、其中，是动态目标在轴方向上的速度分量，是动态目标在轴方向上的速度分量，是调整参数，用于加权轴方向速度分量的平方，影响总速度计算，增强速度向量在轴的影响，是调整参数，用于加权轴方向速度分量的平方，影响总速度计算，增强速度向量在轴的影响，是调整参数，用于调节轴方向速度分量在方向角计算中的权重，是调整参数，用于调节轴方向速度分量在方向角计算中的权重；

18、根据所述速度和移动方向为每个动态目标设置追踪优先级，生成目标分类与优先级结果参照公式如下：

19、其中，是调节系数，用于加权速度值对优先级的直接贡献，是调节系数，用于调整速度对数几率函数的斜率，是调节系数，用于加权方向角的正弦值对优先级的贡献，是调节系数，用于调整方向角在优先级设置中的影响，是设定的最小追踪速度阈值，用于界定开始显著影响追踪优先级的速度下限。

20、作为本发明的进一步方案，所述确认目标行为和外部环境变量之间的关联的步骤具体为：

21、使用所述目标分类与优先级结果，收集目标行为数据和外部环境变量数据，包括光照和温度，得到环境与行为数据集；

22、对所述环境与行为数据集进行统计分析，使用公式计算光照和温度与目标行为的相关系数，得到调整后的相关系数，参照公式如下：

23、其中，为单个数据点的光照强度值，为单个数据点的温度值，为对应于光照和温度的单个数据点的目标行为值，是数据点光照强度的平均值，是数据点温度的平均值，是数据点目标行为的平均值，为光照强度对目标行为影响的调节系数，是温度对目标行为影响的调节系数，为频率参数，用于调整光照和温度数据中的周期性变化的影响，为光照强度与目标行为之间的相关系数，为温度与目标行为之间的相关系数；

24、根据所述调整后相关系数，评估统计显著性，若相关系数显示光照和温度显著影响目标行为，确定存在关联。

25、作为本发明的进一步方案，所述分析光照、温度变化对目标行为的影响的步骤具体为：

26、利用所述目标行为与外部环境变量之间的关联，从目标行为和外部环境变量数据集中提取光照和温度的数据，与目标行为数据进行配对，生成配对分析数据；

27、对所述配对分析数据中光照和温度的变化趋势进行分析，使用量化公式测算对目标行为的影响，参照公式如下：

28、其中，为光照影响，为光照强度的测量值，为第一项中的调节系数，为光照强度的幂次，为第二项中的调节系数，影响光照强度通过阈值调节函数的加权，为调节阈值函数敏感度的系数，决定了光照强度超过阈值时影响的增加速率，为温度影响，为温度的测量值，为第一项中的调节系数，为温度的幂次，为第二项中的调节系数，影响温度通过阈值调节函数的加权，为调节阈值函数敏感度的系数，决定了温度超过阈值时影响的增加速率，为温度的阈值；

29、将所述光照和温度影响结果进行分析，评估对目标行为的总体影响，生成光照和温度对目标行为的影响，参照公式如下：

30、其中，表示从光照和温度两个环境因素对目标行为影响的量化结果，、是分别代表光照和温度在总影响中的权重系数。

31、作为本发明的进一步方案，所述调整后的跟踪参数的获取步骤具体为：

32、分析所述因果关系估算结果获得的数据，确定影响云台运动的关键环境因素，得到关键影响参数；

33、根据所述关键影响参数，计算云台驱动装置应调整的新速度、角度和焦距，参照公式如下：

34、其中，为新速度，为云台或转台的原始速度，为缩放因子，用于调整高斯函数对速度调整的影响，为高斯函数中心，为标准差，控制高斯函数围绕的扩散，为新角度，为云台或转台的原始角度，为角度调整的比例因子，为影响逻辑函数斜率的系数，为角度调整的中点，为新焦距，为云台或相机的原始焦距，为调整因子，用于缩放对数函数的影响，为焦距调整的灵敏度参数，为焦距的常规或标准值；

35、整合所述新速度、新角度和新焦距，形成调整后的跟踪参数。

36、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

37、本发明中，通过环境状态数据集的精确采集和实时处理，提升了系统对外部变化的适应速度和精度。整合的数据使系统能够即时反映环境变动，提高了操作的实时性。目标识别的优化通过图像处理技术的应用，增强了系统对动态和静态目标的区分能力，提高了目标追踪的准确性。引入因果关系分析使得系统能够根据历史和实时数据预测未来情况，提前进行调整，增加了系统的预测性和主动性。精细调节云台的运动参数，确保了追踪的连续性和准确性，大大提高了目标保持在最佳视野中的概率。