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视频跟踪系列:自动跟踪摄像机等(图)

发布时间:2008-4-17 下午8:50

作者: schoolboy

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系列一:自动跟踪摄像机之DIY
系列二:手势动作开关
系列三:视频互动游戏

系列一:自动跟踪摄像机
关键词:单片机、电机正反转、摄像头编程、EasyUSB模块、图像动态侦测

在安防、视频会议等应用场合,常常需要能自动跟踪的摄像机。我们提供了一种简单易行的解决方案。本方案也适用于家庭安防监控。

首先定义自动跟踪,即在初始监控的场景里,如果有目标移动,摄像机就会跟随者移动目标转动(最大转角359度),以保证不丢失真正的监控目标。
 
原理就是:将摄像机的监控画面分割成若干小块,然后做动态侦测,根据监控目标所在小块的位置,作出是否调整摄像机方向、以及调整多少的决定。单片机根据这个决定,来控制小云台上电机的转向和转动幅度。

这个方案可以分为两部分:一是PC端的软件侦测和硬件接口。二是摄像机下云台控制电路。示意图如下:


家庭监控DIY使用时,摄像机可以采用USB摄像头或视频采集卡等;云台就用一个直流马达加一个正反转控制的电路即可(最好用步进电机)。


方案再细化,可分为如下部分:

摄像机+马达控制电路+PC接口电路+PC软件。下面逐个解决。

1.摄像机:市场上去买。
2.PC软件:赛先生科技(www.schoolboy.com.cn)购买EasyUSB等硬件时赠送。
3.马达控制电路:首先看直流小马达的正反转控制,原理如下:


此电路经过赛先生科技验证为正确可行,其中四个二极管是用来保护电机的,也可省略。下来,就只需要两个I/O口来控制电 机正反转了,当然,这个电机需要有减速装置(实在没有,可以试一试I/O给一个PWM试一试,这个只是建议,我没有试 过。)给出两个I/O,大家肯定会首先想到单片机。这个单片机程序就非常简单了,只要给以上电路的“正转”或“反转”一个高电平,就会按照你要的方向转动,两个I/O都是低电平时,马达停止;注意,杜绝两个I/O都是高电平(还好,上图中有保护的电路)。


4.最后看PC接口:有两种选择,一是串口,二是USB口。
对于串口:大家很亲切,熟悉。缺点是:电机控制端需要外接电源,需要单片机及其开发工具等。


对于USB口:我们就使用EasyUSB模块,在本人做的DIY例子中,也是这个。因为它不需要单片机,不需要外接电源,而且,应用它时,只需要在PC应用程序里调用两个函数。一个负责I/O输出,一个负责I/O输入,就能控制12以上的I/O。


PC端软件的介绍:
它将监控屏幕分为6个竖条形区域,从左到右分别定义为1~6。每隔0.1秒钟,它就进行一次动态侦测,并输出当前运动幅度最大的一个区域的索引号。


软件分为串口型和USB型。串口型就将区域索引号送入串口。


USB型,有个Demo,即以EasyUSB模块为基础做的Demo软件(同时提供二次开发包),即,你想要看到自动跟踪摄像机系统的工作效果,所有要做的就是:准备一个USB摄像头+EasyUSB模块+下载该Demo软件。先插入硬件、后运行Demo软件后,你在摄像头面前走动,EasyUSB模块上的灯就会跟随着你走的方向而点亮(用其中六个灯来分别代表监控区域中6个小区域)。


界面如下图:



本程序可以使用USB型的摄像头,也可以使用?式CCD摄像机接入的采集卡。源代码请联系作者-赛先生。


视频演示下载1:PC屏幕录像
视频演示下载2:LED实物录像
赛先生科技(www.schoolboy.com.cn) 原创,引用本文请保持原文、注明出处。

 

系列二:手势动作开关
最开始,家里晚上睡觉时,总要起床关灯,然后就买了个无线遥控开关。

欣喜了一阵子,发现问题又来了:常常找不到遥控器,特别是夜里黑灯瞎火的,更难找到。

然后就想,是否可以做一个最易用的遥控器,无论白天黑夜,只要做个手势、或挥舞一个动作,就可以开关电灯了,该多好。因为,现在的摄像头很普及了,而且带夜视功能的也差不多价格。


磨磨蹭蹭的,直到最近才有时间,做了一个实验室里的产品:

硬件:PC一台、普通USB摄像头一个、EasyUSB模块一个(模拟被控制的家电,EasyUSB模块是一个非常简单、实用的USB模块和USB开发套件,详情见http://www.schoolboy.com.cn/list.asp?ProdId=0001);

软件:自己用VC++编写。

使用时,用拳头对着摄像头垂直向上挥动,就会开灯;向下挥动,则会关灯。

虽然误判率达不到0,但也相当接近0。

硬件实物:



视频效果如下:下载

版权归属以及出处:赛先生科技http://www.schoolboy.com.cn,若有引用,请注明出处。

 

系列三:视频互动游戏
建设中......
地面互动投影: ......
互动视频游戏: 使用者手上 不需要任何道具。YouTube上有一个手势控制游戏的视频,连接为
http://www.youtube.com/watch?v=v0srY37kkMw

------------------
若不能下载,请登陆http://www.schoolboy.com.cn
???标签: 资料下载
schoolboy 编辑于 2009-3-6 下午3:15
引用 回复 鲜花 ( 0) 臭鸡蛋 ( 0) 有新回复时发送邮件通知
电子工程专辑一言不合就免费:法国乔布斯的“无教师”编程学校
第1楼

回复主题:自动跟踪摄像机设计(图)

发布时间:2008-4-17 下午8:57

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schoolboy 编辑于 2009-3-6 下午3:16
引用 回复 鲜花 ( 0) 臭鸡蛋 ( 0)
调谐用自锁螺母????下一帖??

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