一种基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法与流程

本发明属于数据处理，具体涉及一种基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法。

背景技术：

1、视频监控能够对预设区域进行实时监控，以记录下预设区域所发生的事情，在公共场所、个人住处、学校和道路等场所应用广泛。视频监控的物理基础是摄像头，每一个摄像头都有自身的监控范围，而考虑到摄像头的布施成本，现有很多区域的视频监控并不能覆盖到整个需求区域。目前，一种可行的解决方案是采用可转动的摄像头，通过摄像头的来回转动监控整个需求区域，但这种监控方式及时根据发现的目标进行灵活的角度调节。

技术实现思路

1、本发明为了解决以上问题，提出了一种基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法。

2、本发明的技术方案是：一种基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法包括以下步骤：

3、s1、获取拍摄设备所在区域的三维空间，并对三维空间进行网格划分，并确定拍摄设备在三维空间的立体网格位置；

4、s2、确定疑似目标在三维空间的立体网格位置；

5、s3、根据拍摄设备在三维空间的立体网格位置以及疑似目标在三维空间的立体网格位置，调整拍摄设备的角度。

6、进一步地，s2中，利用红外传感器采集三维空间的活体，将活体作为疑似目标，并确定疑似目标在三维空间的立体网格位置。

7、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，根据拍摄设备所在区域的三维空间的空间情况，合理布设红外传感器，在某一红外传感器采集到活体时，确定有人员进入三维空间；又因本发明对三维空间进行立体的网格划分，该疑似目标在三维空间内可能占据了多个网格，将疑似目标占据的所有网格作为疑似目标在三维空间的立体网格位置。

8、进一步地，s3包括以下子步骤：

9、s31、根据疑似目标在三维空间的立体网格位置，确定疑似目标的三维空间特征；

10、s32、建立角度调整模型；

11、s33、基于拍摄设备在三维空间的立体网格位置利用角度调整模型调整拍摄设备的角度。

12、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，疑似目标是通过红外传感器采集到的，因此疑似目标与红外传感器的距离较近，作为调整拍摄设备角度的参考因素，因此本发明首先考虑疑似目标与采集到该疑似目标的红外传感器的位置关系，为疑似目标确定更为准确的三维空间特征。在确定好三维空间特征后，将其输入角度调整模型，利用角度调整模型的若干个单元确定拍摄设备的调节方向和调节角度。

13、进一步地，s31包括以下子步骤：

14、s311、确定采集到疑似目标的红外传感器在三维空间的立体网格位置；

15、s312、根据疑似目标在三维空间的立体网格位置，确定疑似目标的最佳三维权重；

16、s313、根据采集到疑似目标的红外传感器在三维空间的立体网格位置以及疑似目标的最佳三维权重，确定疑似目标的三维空间特征。

17、进一步地，s312中，疑似目标的最佳三维权重q的计算公式为：；式中，xi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的横坐标，yi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的纵坐标，zi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的竖坐标，max(·)表示最大值函数，min(·)表示最小值函数。

18、进一步地，s313中，疑似目标的三维空间特征q的表达式为：；式中；a表示采集到疑似目标的红外传感器在三维空间所占网格的横坐标，b表示采集到疑似目标的红外传感器在三维空间所占网格的纵坐标，c表示采集到疑似目标的红外传感器在三维空间所占网格的竖坐标，xi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的横坐标，yi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的纵坐标，zi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的竖坐标，i表示疑似目标在三维空间中所占网格的总数，q表示疑似目标的最佳三维权重。

19、进一步地，s32中，角度调整模型包括卷积单元、第一池化单元、第二池化单元和输出单元；

20、卷积单元的输入端作为角度调整模型的输入端，卷积单元的第一输出端和第一池化单元的输入端连接；卷积单元的第二输出端和第二池化单元的第一输入端连接；第一池化单元的输出端和第二池化单元的第二输入端连接；第二池化单元的输出端和输出单元的输入端连接；输出单元的输出端作为角度调整模型的输出端。

21、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，在角度调整模型中，卷积单元用于根据三维空间特征，提取特征值，作为卷积单元的输出，第一池化单元根据拍摄设备本身的转动参数，来确定第一池化单元的输出，既可以考虑拍摄设备自身可转动范围的影响，又可以降低角度调整模型的复杂度；第二池化模型则对卷积层和第一池化层的输出进行整合，同时考虑疑似目标的位置，确定第二池化单元的输出结果；最终由输出层利用例如支持向量机等模型确定拍摄设备的最终调整结果。

22、进一步地，卷积单元的输出f的表达式为：；式中，表示疑似目标的三维空间特征q的第j个特征值，j表示疑似目标的三维空间特征的特征值个数，μk表示卷积单元中第k个卷积核的权重，bk表示卷积单元中第k个卷积核的偏置，k表示卷积单元的卷积核个数。

23、进一步地，第一池化单元的输出c1的表达式为：；式中，hm表示第一池化单元中第m个池化核的高度，wm表示第一池化单元中第m个池化核的宽度，θm表示第一池化单元中第m个池化核的步幅，m表示第一池化单元的池化核个数，表示拍摄设备的水平转动范围的上限，表示拍摄设备的水平转动范围的下限，表示拍摄设备的垂直转动范围的上限，表示拍摄设备的垂直转动范围的下限，f表示卷积单元的输出；

24、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，水平转动范围指摄像头在水平方向上转动的角度范围。一般来说，水平转动范围在270度-360度之间，水平转动角度大的摄像头可以覆盖更广阔的区域，监控效果更加全面。垂直转动范围指摄像头在垂直方向上转动的角度范围。一般来说，垂直转动范围在90度-180度之间，垂直转动角度大的摄像头可以覆盖更高的区域，监控效果更加全面。

25、第二池化单元的输出c2的表达式为：；式中，n表示第二池化单元的池化核个数，xi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的横坐标，yi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的纵坐标，zi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的竖坐标，max(·)表示最大值函数，min(·)表示最小值函数，hn表示第二池化单元中第n个池化核的高度，wn表示第二池化单元中第n个池化核的宽度，θn表示第二池化单元中第n个池化核的步幅。

26、本发明的有益效果是：本发明公开了一种基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，对拍摄设备所在空间进行网格划分，并在网格划分后的空间内确定疑似目标的三维空间特征，利用三维空间特征以及角度调整模型确定最终的拍摄设备调整结果；整个过程充分考虑疑似目标与拍摄设备的位置关系以及拍摄设备自身的可调节范围，使得拍摄设备可实时追踪疑似目标，保证拍摄设备正常工作。

技术特征：

1.一种基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述s2中，利用红外传感器采集三维空间的活体，将活体作为疑似目标，并确定疑似目标在三维空间的立体网格位置。

3.根据权利要求1所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述s3包括以下子步骤：

4.根据权利要求3所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述s31包括以下子步骤：

5.根据权利要求4所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述s312中，疑似目标的最佳三维权重q的计算公式为：；式中，xi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的横坐标，yi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的纵坐标，zi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的竖坐标，max(·)表示最大值函数，min(·)表示最小值函数。

6.根据权利要求4所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述s313中，疑似目标的三维空间特征q的表达式为：；式中；a表示采集到疑似目标的红外传感器在三维空间所占网格的横坐标，b表示采集到疑似目标的红外传感器在三维空间所占网格的纵坐标，c表示采集到疑似目标的红外传感器在三维空间所占网格的竖坐标，xi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的横坐标，yi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的纵坐标，zi表示疑似目标在三维空间中所占第i个网格的竖坐标，i表示疑似目标在三维空间中所占网格的总数，q表示疑似目标的最佳三维权重。

7.根据权利要求3所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述s32中，角度调整模型包括卷积单元、第一池化单元、第二池化单元和输出单元；

8.根据权利要求7所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述卷积单元的输出f的表达式为：；式中，表示疑似目标的三维空间特征q的第j个特征值，j表示疑似目标的三维空间特征的特征值个数，μk表示卷积单元中第k个卷积核的权重，bk表示卷积单元中第k个卷积核的偏置，k表示卷积单元的卷积核个数。

9.根据权利要求7所述的基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，其特征在于，所述第一池化单元的输出c1的表达式为：；式中，hm表示第一池化单元中第m个池化核的高度，wm表示第一池化单元中第m个池化核的宽度，θm表示第一池化单元中第m个池化核的步幅，m表示第一池化单元的池化核个数，表示拍摄设备的水平转动范围的上限，表示拍摄设备的水平转动范围的下限，表示拍摄设备的垂直转动范围的上限，表示拍摄设备的垂直转动范围的下限，f表示卷积单元的输出；

技术总结本发明公开了一种基于传感器姿态捕捉的拍摄设备角度控制方法，属于数据处理技术领域，包括以下步骤：S1、确定拍摄设备在三维空间的立体网格位置；S2、确定疑似目标在三维空间的立体网格位置；S3、根据拍摄设备在三维空间的立体网格位置以及疑似目标在三维空间的立体网格位置，调整拍摄设备的角度。本发明充分考虑疑似目标与拍摄设备的位置关系以及拍摄设备自身的可调节范围，使得拍摄设备可实时追踪疑似目标，保证拍摄设备正常工作。技术研发人员：卢庆亚,尹琪,孙海强,高明贺受保护的技术使用者：青岛珞宾通信有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18