本发明涉及视频监控技术领域，具体而言，涉及一种目标跟踪方法、装置、云台及存储介质。
背景技术：
随着技术的不断进步，监控设备的应用越来越广泛。在越来越多的领域，需要用到监控设备。例如，利用监控设备实时监测区域内是否存在入侵行为，或是拍摄违法行为等。
现有技术中，目前的许多监控设备可以对违法事件进行抓拍、取证，但其抓拍出来的图片通常存在目标过小不清晰、不能作为举证的证据的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种目标跟踪方法、装置、云台及存储介质，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种目标跟踪方法，应用于云台，所述云台与一控制中心及摄像机通信连接，所述目标跟踪方法包括：
接收所述控制中心发送的待跟踪目标的参数信息；
根据所述参数信息确定所述待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势；
根据所述当前位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势及获取的传输时延确定所述待跟踪目标的预测位置坐标；
根据所述尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度；
根据获取的摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及所述电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标；
根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度；
基于所述跟踪位置坐标及所述电机跟踪速度调整云台的方向；
向所述摄像机发送所述尺寸信息及所述当前位置坐标，以使所述摄像机基于所述尺寸信息及所述当前位置坐标调整焦距。
在一种可选的实施方式中，所述摄像机位置坐标包括第一水平坐标及第一垂直坐标，所述预测位置坐标包括第二水平坐标及第二垂直坐标，所述跟踪位置坐标包括第三水平坐标及第三垂直坐标，所述电机跟踪幅度包括水平跟踪幅度及垂直跟踪幅度；
所述根据获取的摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及所述电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标的步骤包括：
计算所述第一水平坐标与所述第二水平坐标的差值得到第一差值；
计算所述第一垂直坐标与所述第二垂直坐标的差值得到第二差值；
若所述第一差值的绝对值小于或等于所述水平跟踪幅度，则将所述第二水平坐标设置为所述第三水平坐标；否则，根据所述第一差值、所述第一水平坐标及所述水平跟踪幅度计算得到所述第三水平坐标；
若所述第二差值的绝对值小于或等于所述垂直跟踪幅度，则将所述第二垂直坐标设置为所述第三垂直坐标；否则，根据所述第二差值、所述第一垂直坐标及所述垂直跟踪幅度计算得到所述第三垂直坐标。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述第一差值、所述第一水平坐标及所述水平跟踪幅度计算得到所述第三水平坐标的步骤包括：
若所述第一差值小于0，则将所述第一水平坐标与所述水平跟踪幅度的和设置为所述第三水平坐标；
若所述第一差值大于0，则将所述第一水平坐标与所述水平跟踪幅度的差设置为所述第三水平坐标；
所述根据所述第二差值、所述第一垂直坐标及所述垂直跟踪幅度计算得到所述第三垂直坐标的步骤包括：
若所述第二差值小于0，则将所述第一垂直坐标与所述垂直跟踪幅度的和设置为所述第三垂直坐标；
若所述第二差值大于0，则将所述第一垂直坐标与所述垂直跟踪幅度的差设置为所述第三垂直坐标。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度的步骤包括：
根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及预先设置的视场角计算第一电机速度；
根据所述电机当前速度、预先设置的电机最大速度及预先设置的电机速度增幅估算得到第二电机速度；
将所述移动速度转换为相对速度；
根据所述运动趋势、所述相对速度及所述第一电机速度计算得到第三电机速度；
将所述第二电机速度与所述第三电机速度中的较小值设置为所述电机跟踪速度。
在一种可选的实施方式中，所述摄像机位置坐标包括第一水平坐标及第一垂直坐标，所述预测位置坐标包括第二水平坐标及第二垂直坐标，所述预先设置的视场角包括垂直视场角以及水平视场角，所述第一电机速度包括第一垂直速度及第一水平速度，所述预先设置的电机最大速度包括垂直最大速度及水平最大速度；
所述根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及预先设置的视场角计算第一电机速度的步骤包括：
分别根据所述垂直视场角及所述水平视场角确定第一偏移量及第二偏移量；
若所述第二垂直坐标与所述第一垂直坐标的第三差值小于或等于所述第一偏移量，则确定所述第一垂直速度为0；否则，根据所述垂直最大速度、所述第三差值及所述垂直视场角计算所述第一垂直速度；
若所述第二水平坐标与所述第一水平坐标的第四差值小于或等于所述第二偏移量，则确定所述第一水平速度为0；否则，根据所述水平最大速度、所述第四差值及所述水平视场角计算所述第一水平速度。
在一种可选的实施方式中，所述水平最大速度、所述水平视场角、所述第一水平速度满足算式：
其中，speed_p1为所述第一水平速度，max_speed_p为所述水平最大速度，dist_p为所述第四差值，fov_p为所述水平视场角；
所述垂直最大速度、所述垂直视场角、所述第一垂直速度满足算式：
其中，speed_t1为所述第一垂直速度，max_speed_t为所述垂直最大速度，dist_t为所述第三差值，fov_t为所述垂直视场角。
在一种可选的实施方式中，所述第一电机速度包括第一垂直速度及第一水平速度，所述第三电机速度包括第三垂直速度及第三水平速度，所述相对速度包括水平相对速度及垂直相对速度；
所述根据所述运动趋势、所述相对速度及所述第一电机速度计算得到第三电机速度的步骤包括：
若所述运动趋势为静止趋势，则将所述第一垂直速度设置为所述第三垂直速度，并将所述第一水平速度设置为所述第三水平速度；
若所述运动趋势为靠近趋势，则将所述第一垂直速度与所述垂直相对速度的差值设置为所述第三垂直速度，并将所述第一水平速度与所述水平相对速度的差值设置为所述第三水平速度；
若所述运动趋势为远离趋势，则将所述第一垂直速度与所述垂直相对速度的和设置为所述第三垂直速度，并将所述第一水平速度与所述水平相对速度的和设置为所述第三水平速度。
在一种可选的实施方式中，所述移动速度包括垂直移动速度及水平移动速度，所述相对速度包括水平相对速度及垂直相对速度；
所述移动速度、所述相对速度满足算式：
obj_mot_speed_p＝speed_obj_p×speed_coef_p
obj_mot_speed_t＝speed_obj_t×speed_coef_t
其中，obj_mot_speed_p为所述水平相对速度，speed_obj_p为所述水平移动速度，speed_coef_p为预设定的水平转换系数，obj_mot_speed_t为所述垂直相对速度，speed_obj_t为所述垂直移动速度，speed_coef_t为预设定的垂直转换系数。
在一种可选的实施方式中，所述尺寸信息包括实际高度及实际宽度，所述电机跟踪幅度包括水平跟踪幅度及垂直跟踪幅度；
所述根据所述尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度的步骤包括：
将所述实际宽度与所述预设定的倍率的乘积确定为所述水平跟踪幅度；
将所述实际高度与所述预设定的倍率的乘积确定为所述垂直跟踪幅度。
第二方面，本申请实施例还提供了一种目标跟踪装置，应用于云台，所述云台与一控制中心及摄像机通信连接，所述目标跟踪装置包括：
收发模块，用于接收所述控制中心发送的待跟踪目标的参数信息；
处理模块，用于根据所述参数信息确定所述待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势；
所述处理模块还用于根据所述当前位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势及获取的传输时延确定所述待跟踪目标的预测位置坐标；
所述处理模块还用于根据所述尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度；
所述处理模块还用于根据获取的摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及所述电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标；
所述处理模块还用于根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度；
所述处理模块还用于基于所述跟踪位置坐标及所述电机跟踪速度调整云台的方向；
所述收发模块还用于向所述摄像机发送所述尺寸信息及所述当前位置坐标，以使所述摄像机基于所述尺寸信息及所述当前位置坐标调整焦距。
第三方面，本申请实施例还提供了一种云台，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现上述任意一种实施方式所述的目标跟踪方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种实施方式所述的目标跟踪方法的步骤。
本发明实施例提供的目标跟踪方法、装置、云台及存储介质，通过接收控制中心发送的待跟踪目标的参数信息，根据参数信息确定待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势，根据当前位置坐标、移动速度、运动趋势及获取的传输时延确定待跟踪目标的预测位置坐标，根据尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度，根据获取的摄像机位置坐标、预测位置坐标及电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标，根据摄像机位置坐标、预测位置坐标、移动速度、尺寸信息、运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度，基于跟踪位置坐标及电机跟踪速度调整云台的方向，向摄像机发送尺寸信息及当前位置坐标，以使摄像机基于尺寸信息及当前位置坐标调整焦距。通过确定跟踪位置坐标及电机跟踪速度来调整云台的方向，使得摄像机可以对准待跟踪目标，并基于它的尺寸信息及当前位置坐标调整焦距，使得摄像机能够拍摄到清晰的且包括待跟踪目标的图像。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的应用环境图。
图2示出了本发明实施例提供的目标跟踪方法的流程图。
图3示出了图2中s204的具体流程图。
图4示出了图2中s205的具体流程图。
图5示出了图2中s206的具体流程图。
图6示出了图5中s2061的具体流程图。
图7示出了图5中s2064的具体流程图。
图8示出了本发明实施例提供的目标跟踪装置的功能模块图。
图9示出了本发明实施例提供的云台的方框示意图。
图标：100-云台；110-存储器；120-处理器；130-通信单元；140-电机；200-控制中心；300-摄像机；400-目标跟踪装置；410-收发模块；420-处理模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
请参阅图1，为本申请实施例提供的目标跟踪方法的应用环境图。其中，应用环境包括控制中心200、云台100及摄像机300。其中，控制中心200分别与云台100及摄像机300电连接，云台100与摄像机300电连接。
摄像机300设置于云台100上，用于自动拍摄或者在控制中心200的控制下拍摄图片或视频。在一种可选的实施方式中，该摄像机300可以为球型摄像机300。可以理解地，该摄像机300也可以为其他具备摄像、摄影功能的设备。
控制中心200用于识别摄像机300拍摄的图片或视频中是否存在目标，并确定目标的位置等信息。
云台100用于根据控制中心200传输的位置等信息调整自身的位置以调整摄像机300的拍摄角度，从而实现对目标的追踪操作，以便拍摄到包括目标且清晰的图像。
具体地，云台100可以包括处理器120及电机140，处理器120可以根据控制中心200传输的位置等信息调整电机140的速度和角度，以带动摄像机300转动，从而改变摄像机300的拍摄方向。
本申请实施例还提供了一种目标跟踪方法，应用于上述云台100，用于对待跟踪目标进行追踪。请参阅图2，为本申请实施例提供的目标跟踪方法的流程图。该目标跟踪方法包括：
s201，接收控制中心200发送的待跟踪目标的参数信息。
可以理解地，控制中心200可以利用目标检测算法检测获取的图像中是否存在目标，在检测到目标后，便可以将该目标作为待跟踪目标，并提取并发送该待跟踪目标的参数信息。
参数信息可以包括待跟踪目标在监控屏幕内的多个平面位置坐标以及每个平面位置坐标对应的时间戳，每个平面位置坐标表征待跟踪目标在对应帧图像中的平面位置，而对应的时间戳即表征采集对应帧图像的时间。
需要说明的是，多个平面位置坐标至少包括待跟踪图像的当前平面坐标，该当前平面坐标即为摄像机300采集到的最新一帧图像中待跟踪目标的平面位置坐标。
还需要说明的是，该平面位置坐标可以包括待跟踪目标的顶点的位置坐标，例如，待跟踪目标为四边形，则该平面位置坐标包括待跟踪目标四个顶点的位置坐标。
s202，根据参数信息确定待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势。
其中，当前位置坐标为当前平面坐标对应的球面坐标，其反映了待跟踪目标在以摄像机300为中心所在的球面坐标系中的位置坐标，该当前位置坐标包括第四水平坐标及第四垂直坐标。需要说明的是，该第四水平坐标、第四垂直坐标分别为待跟踪目标相对于中心的水平偏移角度和垂直偏移角度。
具体地，当前位置坐标可以根据平面位置坐标进行转换得到，该当前位置坐标(p',t')和平面位置坐标(x,y)满足以下算式：
其中，h为预先设置的水平半视场角，v为预先设置的垂直半视场角，(xmid,ymid)为预先设置的平面中心的位置坐标，(p,t)为预先设置的球面中心的位置坐标。
需要说明的是，该水平半视场角及垂直半视场角与摄像机300的型号有关，其可以反映摄像机300的视野范围。
尺寸信息包括待跟踪目标的实际宽度及实际高度。本申请实施例所述的实际宽度为待跟踪目标在水平方向所覆盖的角度，该实际高度为待跟踪目标在垂直方向所覆盖的角度。可以理解地，在利用上述算式确定多个顶点的球面位置坐标后，便可以利用坐标运算计算得到待跟踪目标的实际宽度及实际高度。
该移动速度包括垂直移动速度及水平移动速度。其中，该垂直移动速度用于反映待跟踪目标在垂直方向上的移动速率，该水平移动速度用于反映待跟踪目标在水平方向上的移动速率。
利用该参数信息计算移动速度的过程可以如下：该参数信息可以包括第一平面位置坐标、与第一平面位置坐标对应的第一时间戳t1、第二平面位置坐标以及与第二平面位置坐标对应的第二时间戳t2，然后利用上述坐标转换公式将第一平面位置坐标、第二平面位置坐标分别转第一球面位置坐标(p1,t1)和第二球面位置坐标(p2,t2)，从而该垂直移动速度及水平移动速度可采用以下算式计算：
其中，speed_obj_p为水平移动速度，speed_obj_t为垂直移动速度。
此外，根据多个平面位置坐标对应的球面位置坐标，可以准确判断出待跟踪目标在多帧图像内的位置，从而确定待跟踪目标的运动趋势。
具体地，该运动趋势可以包括静止、靠近以及远离三种。其中，静止即为待跟踪目标处于静止状态，而靠近即为待跟踪目标朝靠近云台100方向移动，远离即为待跟踪目标朝远离云台100的方向移动。
在一种可选的实施方式中，该运动趋势具体可以包括在水平方向的靠近与远离，以及在垂直方向上的靠近与远离。
s203，根据当前位置坐标、移动速度、运动趋势及获取的传输时延确定待跟踪目标的预测位置坐标。
其中，传输时延为云台100接收到当前平面坐标的时间与当前平面坐标对应的时间戳的差值，反映了控制中心200传输数据的时延。
预测位置坐标用于反映待跟踪目标当前状态下可能所处的位置。具体地，预测位置坐标包括第二水平坐标及第二垂直坐标。
具体地，云台100可以先根据该传输时延、垂直移动速度计算出垂直位移，根据该传输时延和水平移动速度计算出水平位移；然后根据运动趋势、当前平面坐标、垂直位移及水平位移计算得到预测位置坐标。
若该运动趋势为靠近，则在第四水平坐标的基础上减去该水平位移，即可得到第二水平坐标；若运动趋势为远离，则在第四水平坐标的基础上加上该水平位移，即可得到第二水平坐标。
若运动趋势为靠近，则在第四垂直坐标的基础上减去该垂直位移，即可得到第二垂直坐标；若运动趋势为远离，则在第四垂直坐标的基础上加上该垂直位移，即可得到第二垂直坐标。
s204，根据尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度。
其中，该电机跟踪幅度包括水平跟踪幅度及垂直跟踪幅度。水平跟踪幅度反映了电机140在水平方向上的单次调整幅度，垂直跟踪幅度反映了电机140在垂直方向上的单次调整幅度。
具体地，请参阅图3，该s204包括：
s2041，将实际宽度与预设定的倍率的乘积确定为水平跟踪幅度。
也即，实际宽度、水平跟踪幅度满足算式：
scope_p＝w×ratio
其中，scope_p为水平跟踪幅度，w为实际宽度，ratio为预设定的倍率。
s2042，将实际高度与预设定的倍率的乘积确定为垂直跟踪幅度。
也即，实际高度、垂直跟踪幅度满足算式：
scope_t＝h×ratio
其中，scope_t为垂直跟踪幅度，h为实际高度。
需要说明的是，该预设定的倍率ratio可以根据用户的实际需求进行设置。
在一种可选的实施方式中，在云台100第一次对待追踪目标进行跟踪处理过程中的倍率ratio可以大于云台100在第二次对同一待追踪目标进行跟踪处理时的倍率ratio。
在另一种可选的实施方式中，该预设定的倍率可以随跟踪时间进行变化，随着跟踪时间的变长，该预设定的倍率变小。例如，可以在开始跟踪时，将倍率设置为1/2，而在跟踪持续1.5秒以后，将该倍率设置为1/3。
可以理解地，通过实际宽度和实际高度分别确定水平跟踪幅度和垂直跟踪幅度，可以避免跟踪幅度过大或过小而导致的无法追踪到目标的问题。
s205，根据获取的摄像机位置坐标、预测位置坐标及电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标。
其中，摄像机位置坐标反映了摄像机300(或者说云台100)当前所处的位置，其包括第一水平坐标及第一垂直坐标。该跟踪位置坐标即为云台100调整方向的依据。该跟踪位置坐标包括第三水平坐标及第三垂直坐标。请参阅图4，该s205包括：
s2051，计算第一水平坐标与第二水平坐标的差值得到第一差值。
s2052，计算第一垂直坐标与第二垂直坐标的差值得到第二差值。
s2053，若第一差值的绝对值小于或等于水平跟踪幅度，则将第二水平坐标设置为第三水平坐标；否则，根据第一差值、第一水平坐标及水平跟踪幅度计算得到第三水平坐标。具体地，若所述第一差值小于0，则将所述第一水平坐标与所述水平跟踪幅度的和设置为所述第三水平坐标；若所述第一差值大于0，则将所述第一水平坐标与所述水平跟踪幅度的差设置为所述第三水平坐标。
也即，若pos_cur_p<pos_pre_p，则pos_tra_p＝pos_cur_p+scope_p；
若pos_cur_p>pos_pre_p，则pos_tra_p＝pos_cur_p-scope_p。
其中，pos_cur_p为第一水平坐标，pos_pre_p为第二水平坐标，pos_tra_p为第三水平坐标，scope_p为水平跟踪幅度。
s2054，若第二差值的绝对值小于或等于垂直跟踪幅度，则将第二垂直坐标设置为第三垂直坐标；否则，根据第二差值、第一垂直坐标及垂直跟踪幅度计算得到第三垂直坐标。
具体地，若第二差值小于0，则将第一垂直坐标与垂直跟踪幅度的和设置为第三垂直坐标；若第二差值大于0，则将第一垂直坐标与垂直跟踪幅度的差设置为第三垂直坐标。
也即，若pos_cur_t<pos_pre_t，则pos_tra_t＝pos_cur_t+scope_t；
若pos_cur_t>pos_pre_t，则pos_tra_t＝pos_cur_t-scope_t。
其中，pos_cur_t为第一垂直坐标，pos_pre_t为第二垂直坐标，pos_tra_t为第三垂直坐标，scope_t为垂直跟踪幅度。
需要说明的是，在云台100进行追踪过程中，需要判断待跟踪目标的当前位置坐标是否有效，如若当前位置坐标有效，才会继续执行s205及以后的步骤。例如，当前位置坐标可以具备对应的标志位，若该标志位为有效状态，则云台100判断该当前位置坐标有效，若该标志位为无效状态，则云台100判断该当前位置坐标无效。
进一步地，当前位置坐标的标志位状态可以通过控制中心200进行设置。在一种可选的实施方式中，用户可以通过控制中心200人为设置当前位置坐标的标志位，也可以是控制中心200判断出已经拍摄到清晰的包括待跟踪目标的图像后，将其标志位设置为无效状态。
s206，根据摄像机位置坐标、预测位置坐标、移动速度、运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度。
其中，电机跟踪速度即为云台100追踪待跟踪目标的过程中电机140的速度。
请参阅图5，s206包括：
s2061，根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及预先设置的视场角计算第一电机速度。
其中，该第一电机速度用于反映电机140在追踪待跟踪目标过程中的最大运行速度，其与待跟踪目标的尺寸信息及电机最大速度关联。
预先设置的电机最大速度包括垂直最大速度及水平最大速度，其与云台100包括的电机140的型号关联。
请参阅图6，s2061包括：
s20611，分别根据垂直视场角及水平视场角确定第一偏移量及第二偏移量。
在一种可选的实施方式中，该第一偏移量为垂直视场角与预设定的比例的乘积，该第二偏移量为水平视场角与预设定的比例的乘积。其中，该垂直视场角及水平视场角用于反映摄像机300在垂直方向和水平方向的视野范围，与摄像机300的型号、固有参数相关。
s20612，若第二垂直坐标与第一垂直坐标的第三差值小于或等于第一偏移量，则确定第一垂直速度为0；否则，根据垂直最大速度、第三差值及垂直视场角计算第一垂直速度。
可以理解地，若第三差值小于或等于第一偏移量，则表明待追踪目标就在摄像头画面中心附近，此时无需调整云台100角度，因此直接确定第一垂直速度为0；若第三差值大于第一偏移量，则表明待追踪目标不在摄像头画面中心附近，此时需要调整云台100的角度去追踪目标，因此需要根据垂直最大速度、第三差值及垂直视场角计算第一垂直速度。
具体地，垂直最大速度、第三差值垂直视场角、第一垂直速度满足算式：
其中，speed_t1为第一垂直速度，max_speed_t为垂直最大速度，dist_t为第三差值，fov_t为垂直视场角。
s20613，若第二水平坐标与第一水平坐标的第四差值小于或等于第二偏移量，则确定第一水平速度为0；否则，根据水平最大速度、第四差值及水平视场角计算第一水平速度。
可以理解地，若第四差值小于或等于第二偏移量，则表明待追踪目标就在摄像头画面中心附近，此时无需调整云台100角度，因此直接确定第一水平速度为0；若第四差值大于第二偏移量，则表明待追踪目标不在摄像头画面中心附近，此时需要调整云台100的角度去追踪目标，因此需要根据水平最大速度、第四差值及水平视场角计算第一水平速度。
具体地，水平最大速度、第四差值、水平视场角、第一水平速度满足算式：
其中，speed_p1为第一水平速度，max_speed_p为水平最大速度，dist_p为第四差值，fov_p为水平视场角。
s2062，根据电机当前速度、预先设置的电机最大速度及预先设置的电机速度增幅估算得到第二电机速度。
其中，电机当前速度包括电机水平速度和电机垂直速度，第二电机速度包括第二水平速度和第二垂直速度，该电机当前速度、第二电机速度满足算式：
speed_inc_p＝speed_pres_p+max_speed_p×k
speed_inc_t＝speed_pres_t+max_speed_t×k
其中，speed_inc_p为第二水平速度，speed_pres_p为电机水平速度，speed_inc_t为第二垂直速度，speed_pres_t为电机垂直速度，k为预先设置的电机速度增幅。
s2063，将移动速度转换为相对速度。
其中，该移动速度为待跟踪目标自身在平面坐标系中的速度，而该相对速度，实际上是将平面坐标系转换为球面坐标系，用于表征待跟踪目标每秒移动的角度。
移动速度包括垂直移动速度及水平移动速度，相对速度包括水平相对速度及垂直相对速度。具体地，移动速度、相对速度满足算式：
obj_mot_speed_p＝speed_obj_p×speed_coef_p
obj_mot_speed_t＝speed_obj_t×speed_coef_t
其中，obj_mot_speed_p为水平相对速度，speed_obj_p为水平移动速度，speed_coef_p为预设定的水平转换系数，obj_mot_speed_t为垂直相对速度，speed_obj_t为垂直移动速度，speed_coef_t为预设定的垂直转换系数。
s2064，根据运动趋势、相对速度及第一电机速度计算得到第三电机速度。
请参阅图7，该s2064包括：
s20641，若运动趋势为静止趋势，则将第一垂直速度设置为第三垂直速度，并将第一水平速度设置为第三水平速度。
可以理解地，在待跟踪目标处于静止状态时，直接将第一垂直速度设置为第三垂直速度，并将第一水平速度设置为第三水平速度，即可准确跟踪到目标。
s20642，若运动趋势为靠近趋势，则将第一垂直速度与垂直相对速度的差值设置为第三垂直速度，并将第一水平速度与水平相对速度的差值设置为第三水平速度。
可以理解地，若运动趋势为靠近趋势，表明待跟踪目标和电机140以相向方向运行，为了避免电机速度过快而导致其无法准确抓拍到待跟踪目标，此时需要在第一电机速度的基础上减去相对速度，即可得到第三电机速度。
s20643，若运动趋势为远离趋势，则将第一垂直速度与垂直相对速度的和设置为第三垂直速度，并将第一水平速度与水平相对速度的和设置为第三水平速度。
可以理解地，若运动趋势为远离趋势，表明待跟踪目标和电机140以相反方向运行，为了避免电机速度过慢而导致其无法准确抓拍到待跟踪目标，此时需要在第一电机速度的基础上加上相对速度，即可得到第三电机速度。
s2065，将第二电机速度与第三电机速度中的较小值设置为电机跟踪速度。
具体地，将第二水平速度和第三水平速度中的较小值，设置为电机跟踪速度水平分量，将第二垂直速度和第三垂直速度中的较小值，设置为电机跟踪速度垂直分量。
s207，基于跟踪位置坐标及电机跟踪速度调整云台100的方向。
可以理解地，基于跟踪位置坐标及电机跟踪速度调整云台100的方向，可以使得摄像机300的方向对准待跟踪目标，使得待跟踪目标可以出现在画面中。
s208，向摄像机300发送尺寸信息及当前位置坐标，以使摄像机300基于尺寸信息及当前位置坐标调整焦距。
可以理解地，通过待跟踪目标的尺寸信息和当前位置坐标调整焦距，可以使得摄像机300拍摄到清晰的待跟踪目标。为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种目标跟踪装置400的实现方式，可选地，该目标跟踪装置400可以采用上述图1所示的云台100的器件结构。进一步地，请参阅图8，图8为本发明实施例提供的一种目标跟踪装置400的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的目标跟踪装置400，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该目标跟踪装置400包括：收发模块410及处理模块420。
其中，收发模块410用于接收控制中心200发送的待跟踪目标的参数信息。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该收发模块410可用于执行s201。
处理模块420用于根据参数信息确定待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该处理模块420可用于执行s202。
处理模块420还用于根据当前位置坐标、移动速度、运动趋势及获取的传输时延确定待跟踪目标的预测位置坐标。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该处理模块420还可用于执行s203。
处理模块420还用于根据尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度。
具体地，处理模块420用于将实际宽度与预设定的倍率的乘积确定为水平跟踪幅度，并将实际高度与预设定的倍率的乘积确定为垂直跟踪幅度。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该处理模块420还可用于执行s204、s2041及s2042。
处理模块420还用于根据获取的摄像机位置坐标、预测位置坐标及电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标。
具体地，摄像机位置坐标包括第一水平坐标及第一垂直坐标，预测位置坐标包括第二水平坐标及第二垂直坐标，跟踪位置坐标包括第三水平坐标及第三垂直坐标，电机跟踪幅度包括水平跟踪幅度及垂直跟踪幅度。
处理模块420用于计算第一水平坐标与第二水平坐标的差值得到第一差值，计算第一垂直坐标与第二垂直坐标的差值得到第二差值，并在第一差值的绝对值小于或等于水平跟踪幅度时，将第二水平坐标设置为第三水平坐标；否则，根据第一差值、第一水平坐标及水平跟踪幅度计算得到第三水平坐标；以及在第二差值的绝对值小于或等于垂直跟踪幅度时，将第二垂直坐标设置为第三垂直坐标；否则，根据第二差值、第一垂直坐标及垂直跟踪幅度计算得到第三垂直坐标。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该处理模块420还可用于执行s205、s2051、s2052、s2053及s2054。
处理模块420还用于根据摄像机位置坐标、预测位置坐标、移动速度、运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度。
具体地，处理模块420用于根据摄像机位置坐标、预测位置坐标及预先设置的视场角计算第一电机速度，根据电机当前速度、预先设置的电机最大速度及预先设置的电机速度增幅估算得到第二电机速度，将移动速度转换为相对速度，根据运动趋势、相对速度及第一电机速度计算得到第三电机速度，并将第二电机速度与第三电机速度中的较小值设置为电机跟踪速度。
在一种可选的实施方式中，处理模块420还用于分别根据垂直视场角及水平视场角确定第一偏移量及第二偏移量，若第二垂直坐标与所述第一垂直坐标的第三差值小于或等于第一偏移量，则确定第一垂直速度为0；否则，根据垂直最大速度、第三差值及垂直视场角计算第一垂直速度；若第二水平坐标与所述第一水平坐标的第四差值小于或等于第二偏移量，则确定第一水平速度为0；否则，根据水平最大速度、第四差值及水平视场角计算第一水平速度。
在一种可选的实施方式中，处理模块420还用于若运动趋势为静止趋势，则将第一垂直速度设置为第三垂直速度，并将第一水平速度设置为第三水平速度；若运动趋势为靠近趋势，则将第一垂直速度与垂直相对速度的差值设置为第三垂直速度，并将第一水平速度与水平相对速度的差值设置为第三水平速度；若运动趋势为远离趋势，则将第一垂直速度与垂直相对速度的和设置为第三垂直速度，并将第一水平速度与水平相对速度的和设置为第三水平速度。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该处理模块420还可用于执行s206、s2061、s20611、s20612、s20613、s2062、s2063、s2064、s20641、s20642、s20643及s2065。
处理模块420用于基于跟踪位置坐标及电机跟踪速度调整云台100的方向。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该处理模块420还可用于执行s207。
收发模块410还用于向摄像机300发送尺寸信息及当前位置坐标，以使摄像机300基于尺寸信息及当前位置坐标调整焦距。
可以理解地，在一种可选的实施方式中，该收发模块410还可用于执行s208。
请参照图9，是云台100的方框示意图。所述云台100包括存储器110、处理器120、通信单元130及电机140。所述存储器110、处理器120、通信单元130及电机140各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
其中，存储器110用于存储程序或者数据。所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。
处理器120用于读/写存储器110中存储的数据或程序，并执行相应地功能。
通信单元130用于通过所述网络建立所述云台100与其它通信终端之间的通信连接，并用于通过所述网络收发数据。
电机140用于在控制器的控制下运行，以改变云台100的角度。
应当理解的是，图9所示的结构仅为云台100的结构示意图，所述云台100还可包括比图9中所示更多或者更少的组件，或者具有与图9所示不同的配置。图9中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
综上所述，本发明实施例提供的目标跟踪方法、装置、云台及存储介质，通过接收控制中心发送的待跟踪目标的参数信息，根据参数信息确定待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势，根据当前位置坐标、移动速度、运动趋势及获取的传输时延确定待跟踪目标的预测位置坐标，根据尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度，根据获取的摄像机位置坐标、预测位置坐标及电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标，根据摄像机位置坐标、预测位置坐标、移动速度、运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度，基于跟踪位置坐标及电机跟踪速度调整云台的方向，向摄像机发送尺寸信息及当前位置坐标，以使摄像机基于尺寸信息及当前位置坐标调整焦距。通过确定跟踪位置坐标及电机跟踪速度来调整云台的方向，使得摄像机可以对准待跟踪目标，并基于它的尺寸信息及当前位置坐标调整焦距，使得摄像机能够拍摄到清晰的且包括待跟踪目标的图像。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种目标跟踪方法，其特征在于，应用于云台，所述云台与一控制中心及摄像机通信连接，所述目标跟踪方法包括：
接收所述控制中心发送的待跟踪目标的参数信息；
根据所述参数信息确定所述待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势；
根据所述当前位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势及获取的传输时延确定所述待跟踪目标的预测位置坐标；
根据所述尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度；
根据获取的摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及所述电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标；
根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度；
基于所述跟踪位置坐标及所述电机跟踪速度调整云台的方向；
向所述摄像机发送所述尺寸信息及所述当前位置坐标，以使所述摄像机基于所述尺寸信息及所述当前位置坐标调整焦距。
2.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述摄像机位置坐标包括第一水平坐标及第一垂直坐标，所述预测位置坐标包括第二水平坐标及第二垂直坐标，所述跟踪位置坐标包括第三水平坐标及第三垂直坐标，所述电机跟踪幅度包括水平跟踪幅度及垂直跟踪幅度；
所述根据获取的摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及所述电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标的步骤包括：
计算所述第一水平坐标与所述第二水平坐标的差值得到第一差值；
计算所述第一垂直坐标与所述第二垂直坐标的差值得到第二差值；
若所述第一差值的绝对值小于或等于所述水平跟踪幅度，则将所述第二水平坐标设置为所述第三水平坐标；否则，根据所述第一差值、所述第一水平坐标及所述水平跟踪幅度计算得到所述第三水平坐标；
若所述第二差值的绝对值小于或等于所述垂直跟踪幅度，则将所述第二垂直坐标设置为所述第三垂直坐标；否则，根据所述第二差值、所述第一垂直坐标及所述垂直跟踪幅度计算得到所述第三垂直坐标。
3.根据权利要求2所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述根据所述第一差值、所述第一水平坐标及所述水平跟踪幅度计算得到所述第三水平坐标的步骤包括：
若所述第一差值小于0，则将所述第一水平坐标与所述水平跟踪幅度的和设置为所述第三水平坐标；
若所述第一差值大于0，则将所述第一水平坐标与所述水平跟踪幅度的差设置为所述第三水平坐标；
所述根据所述第二差值、所述第一垂直坐标及所述垂直跟踪幅度计算得到所述第三垂直坐标的步骤包括：
若所述第二差值小于0，则将所述第一垂直坐标与所述垂直跟踪幅度的和设置为所述第三垂直坐标；
若所述第二差值大于0，则将所述第一垂直坐标与所述垂直跟踪幅度的差设置为所述第三垂直坐标。
4.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度的步骤包括：
根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及预先设置的视场角计算第一电机速度；
根据所述电机当前速度、预先设置的电机最大速度及预先设置的电机速度增幅估算得到第二电机速度；
将所述移动速度转换为相对速度；
根据所述运动趋势、所述相对速度及所述第一电机速度计算得到第三电机速度；
将所述第二电机速度与所述第三电机速度中的较小值设置为所述电机跟踪速度。
5.根据权利要求4所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述摄像机位置坐标包括第一水平坐标及第一垂直坐标，所述预测位置坐标包括第二水平坐标及第二垂直坐标，所述预先设置的视场角包括垂直视场角以及水平视场角，所述第一电机速度包括第一垂直速度及第一水平速度，所述预先设置的电机最大速度包括垂直最大速度及水平最大速度；
所述根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及预先设置的视场角计算第一电机速度的步骤包括：
分别根据所述垂直视场角及所述水平视场角确定第一偏移量及第二偏移量；
若所述第二垂直坐标与所述第一垂直坐标的第三差值小于或等于所述第一偏移量，则确定所述第一垂直速度为0；否则，根据所述垂直最大速度、所述第三差值及所述垂直视场角计算所述第一垂直速度；
若所述第二水平坐标与所述第一水平坐标的第四差值小于或等于所述第二偏移量，则确定所述第一水平速度为0；否则，根据所述水平最大速度、所述第四差值及所述水平视场角计算所述第一水平速度。
6.根据权利要求5所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述水平最大速度、所述水平视场角、所述第一水平速度满足算式：
其中，speed_p1为所述第一水平速度，max_speed_p为所述水平最大速度，dist_p为所述第四差值，fov_p为所述水平视场角；
所述垂直最大速度、所述垂直视场角、所述第一垂直速度满足算式：
其中，speed_t1为所述第一垂直速度，max_speed_t为所述垂直最大速度，dist_t为所述第三差值，fov_t为所述垂直视场角。
7.根据权利要求4所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述第一电机速度包括第一垂直速度及第一水平速度，所述第三电机速度包括第三垂直速度及第三水平速度，所述相对速度包括水平相对速度及垂直相对速度；
所述根据所述运动趋势、所述相对速度及所述第一电机速度计算得到第三电机速度的步骤包括：
若所述运动趋势为静止趋势，则将所述第一垂直速度设置为所述第三垂直速度，并将所述第一水平速度设置为所述第三水平速度；
若所述运动趋势为靠近趋势，则将所述第一垂直速度与所述垂直相对速度的差值设置为所述第三垂直速度，并将所述第一水平速度与所述水平相对速度的差值设置为所述第三水平速度；
若所述运动趋势为远离趋势，则将所述第一垂直速度与所述垂直相对速度的和设置为所述第三垂直速度，并将所述第一水平速度与所述水平相对速度的和设置为所述第三水平速度。
8.根据权利要求4所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述移动速度包括垂直移动速度及水平移动速度，所述相对速度包括水平相对速度及垂直相对速度；
所述移动速度、所述相对速度满足算式：
obj_mot_speed_p＝speed_obj_p×speed_coef_p
obj_mot_speed_t＝speed_obj_t×speed_coef_t
其中，obj_mot_speed_p为所述水平相对速度，speed_obj_p为所述水平移动速度，speed_coef_p为预设定的水平转换系数，obj_mot_speed_t为所述垂直相对速度，speed_obj_t为所述垂直移动速度，speed_coef_t为预设定的垂直转换系数。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述尺寸信息包括实际高度及实际宽度，所述电机跟踪幅度包括水平跟踪幅度及垂直跟踪幅度；
所述根据所述尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度的步骤包括：
将所述实际宽度与所述预设定的倍率的乘积确定为所述水平跟踪幅度；
将所述实际高度与所述预设定的倍率的乘积确定为所述垂直跟踪幅度。
10.一种目标跟踪装置，其特征在于，应用于云台，所述云台与一控制中心及摄像机通信连接，所述目标跟踪装置包括：
收发模块，用于接收所述控制中心发送的待跟踪目标的参数信息；
处理模块，用于根据所述参数信息确定所述待跟踪目标的当前位置坐标、尺寸信息、移动速度及运动趋势；
所述处理模块还用于根据所述当前位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势及获取的传输时延确定所述待跟踪目标的预测位置坐标；
所述处理模块还用于根据所述尺寸信息及预设定的倍率确定电机跟踪幅度；
所述处理模块还用于根据获取的摄像机位置坐标、所述预测位置坐标及所述电机跟踪幅度确定跟踪位置坐标；
所述处理模块还用于根据所述摄像机位置坐标、所述预测位置坐标、所述移动速度、所述运动趋势、预先设置的电机最大速度、获取的电机当前速度计算电机跟踪速度；
所述处理模块还用于基于所述跟踪位置坐标及所述电机跟踪速度调整云台的方向；
所述收发模块还用于向所述摄像机发送所述尺寸信息及所述当前位置坐标，以使所述摄像机基于所述尺寸信息及所述当前位置坐标调整焦距。
11.一种云台，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现权利要求1-9中任意一项所述的目标跟踪方法的步骤。
12.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任意一项所述的目标跟踪方法的步骤。
技术总结