[發明專利]嵌入式全向球視覺目標檢測和移動監控系統及方法

無效

• 申請號: 200910069033.0
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101561270A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 曹作良;付華柱;馮為嘉;劉慶杰;李雁斌
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C21/20;G05B19/048
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯 力

1.嵌入式全向球視覺目標檢測和移動監控系統，其特征在于該系統包括：

全向球視覺圖像成像系統：包括背靠固定的兩個魚眼式全景鏡頭，分別與兩個魚眼式全景鏡頭連接的兩個可編程面陣CMOS圖像采集芯片，兩個可編程面陣CMOS圖像采集芯片通過FPGA控制器連接SRAM存儲芯片；該成像系統用于一次獲取整個全球域的圖像信息，并通過FPGA控制器將采集到的圖像數據存儲到SRAM存儲芯片中；

一個主控DSP：與SRAM存儲芯片連接，負責兩路DSP圖像處理器的數據分配調度與合成，以及用于進行信息綜合和導航策略選擇，并將制導控制信號通過以太網通訊接口或者串口輸出；

兩路DSP圖像處理器：包括分別通過各自對應的FIFO芯片與主控DSP連接的兩個DSP圖像處理器，兩個DSP圖像處理器同時分別與SRAM存儲芯片連接；用于對不同目標的圖像數據并行進行不同的處理過程，并由主控DSP負責兩路DSP圖像處理器的數據分配調度與合成。

2.根據權利要求1所述的嵌入式全向球視覺目標檢測和移動監控系統，其特征在于所述的兩個DSP圖像處理器分別與存放各自DSP程序的FLASH芯片連接，系統上電后，用于自動將相應程序引導入DSP圖像處理器中運行。

3.一種嵌入式全向球視覺目標檢測和移動監控方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

第一、由兩個魚眼式全景鏡頭同時分別對監控區域進行圖像拍攝；

第二、由兩路可編程面陣CMOS圖像采集芯片分別采集兩路魚眼式全景鏡頭的圖像，并將所采集的左右半球圖像放入SRAM存儲芯片中進行暫存，此時，就能夠將獲取的全球域圖像輸出用于觀察；

第三、用兩路DSP圖像處理器分別對靜態航標進行跟蹤和對動態目標進行檢測，兩路圖像處理流程并行進行，并在處理中可以實時交換信息；

第四、由主控DSP對上步跟蹤和檢測的結果進行信息綜合和導航策略選擇，并將制導控制信號通過以太網通訊接口或者串口發送到被控端。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于第四步所述的進行信息綜合和導航策略選擇是指移動車體導航，即主控DSP可以根據接收到的兩路DSP圖像處理器發送的信息，實現航跡導航和追蹤導航的自動切換；

當自主導航過程中無機動目標出現時，主控DSP接收靜態航標跟蹤在全景圖像中左右雙色航標的位置信息，通過坐標變換推導出車體在環境空間的坐標位姿，以此進行定位并進行相應的信息綜合和導航策略選擇，位姿推導公式為：

X0=(H1-H0)sinθ1tan(r1k)Y0=H1-H0tanθ1]]>

其中，(X₀，Y₀)為車體空間坐標，r₁為全景圖像中航標與魚眼中心的投影距離，H₁為航標高度，H₀為全向球視覺鏡頭高度，θ₁為計算的航標仰角，k為魚眼式全景鏡頭投影系數，再計算出車體位置和航標中心線的偏差Δr，最后根據公式：

SpeedL＝Speed+K*Δr

SpeedR＝Speed-K*Δr

計算出車體左右輪速度，其中，Speed為車體左、右輪默認速度，SpeedL為車體左輪速度，SpeedR為車體右輪速度，K為設置的控制變量，需要根據不同移動載體情況人工設定，以實現航標導航；

當自主導航過程中檢測到機動目標時，由機動目標跟蹤器向主控DSP發出始能信號，主控DSP自動切換到追蹤導航策略，追蹤導航策略利用機動目標跟蹤器經連通域分析計算出的機動目標在圖像中的位置，求出該位置與圖像中心線的偏差Δr′，根據公式：

SpeedL＝Speed-(K×Δr′)

SpeedR＝Speed+(K×Δr′)

計算出車體左右輪速度，實現尋跡導航。