本發明提供一種基于剛體碰撞特性的多目標球體運動軌跡跟蹤方法及系統，其中，方法包括：通過攝像機采集臺球桌的桌面的視頻圖像；根據視頻圖像對桌面上各個目標球體進行軌跡跟蹤；在軌跡跟蹤過程中，檢測每個目標球體是否與其它目標球體發生碰撞；若發生碰撞，根據預設的剛體碰撞特性軌跡跟蹤規則對發生碰撞的目標球體進行軌跡跟蹤。本發明的基于剛體碰撞特性的多目標球體運動軌跡跟蹤方法及系統，不僅實現了對多個臺球進行軌跡跟蹤，也實現了在臺球速度很快的情況下，對臺球發生碰撞后的一瞬間的運動軌跡精準進行跟蹤，更可在大量高速運動的臺球發生連鎖碰撞時，對每個臺球碰撞后一瞬間進行精準軌跡跟蹤。

技術領域

本發明涉及視頻監控技術領域，特別涉及一種基于剛體碰撞特性的多目標球體運動軌跡跟蹤方法及系統。

背景技術

目前，當多個臺球在臺球桌面上運動時，通過攝像機對各個臺球同時進行軌跡跟蹤，在跟蹤過程中，各臺球一定會發生碰撞，當多個高速運動的臺球發生連鎖碰撞時，對每個臺球碰撞后一瞬間的軌跡跟蹤存在難度，由于處理器或攝像機的性能不足，傳統的圖像識別技術無法精準捕捉到。

發明內容

本發明目的之一在于提供了一種基于剛體碰撞特性的多目標球體運動軌跡跟蹤方法及系統，根據攝像機采集的視頻圖像對臺球桌上的各臺球進行軌跡跟蹤，在軌跡過程中，若任一臺球與其它臺球發生碰撞，根據預設的剛體碰撞特性軌跡跟蹤規則對發生碰撞的臺球進行軌跡跟蹤，不僅實現了對多個臺球進行軌跡跟蹤，也實現了在臺球速度很快的情況下，對臺球發生碰撞后的一瞬間的運動軌跡精準進行跟蹤，更可在大量高速運動的臺球發生連鎖碰撞時，對每個臺球碰撞后一瞬間進行精準軌跡跟蹤。

本發明實施例提供的一種基于剛體碰撞特性的多目標球體運動軌跡跟蹤方法，包括：

通過攝像機采集臺球桌的桌面的視頻圖像；

根據視頻圖像對桌面上各個目標球體進行軌跡跟蹤；

在軌跡跟蹤過程中，檢測每個目標球體是否與其它目標球體發生碰撞；

若發生碰撞，根據預設的剛體碰撞特性軌跡跟蹤規則對發生碰撞的目標球體進行軌跡跟蹤。

優選的，根據視頻圖像對桌面上各個目標球體進行軌跡跟蹤，具體包括：

對視頻圖像進行預處理獲得連續幀圖像；

對每幀圖像上各個目標球體進行識別獲得第一識別結果；

獲取第一識別結果中每個目標球體的臺球屬性和中心位置；

獲取預設的標準臺球模型數據庫中與臺球屬性對應的標準臺球模型；

獲取預設的虛擬桌面；

將標準臺球模型基于中心位置在虛擬桌面上表示并輸出。

優選的，檢測每個目標球體是否與其它目標球體發生碰撞，具體包括：

獲取第t時刻虛擬桌面上表示第m個目標球體的中心位置坐標(α_m,t,β_m,t,γ_m,t)，表示第n個目標球體的中心位置坐標(α_n,t,β_n,t,γ_n,t)；

計算第m個目標球體與第n個目標球體之間的距離:

其中，L(m,n)為第m個目標球體與第n個目標球體之間的距離，m≠n；

當距離滿足下式且滿足的時間小于等于預設時間閾值時，確定該兩個目標球體在第t時刻發生碰撞：

L(m,n)≤σ·2R

其中，σ為預設的誤差系數，R為預設的臺球半徑。