[發明專利]仿鷹眼智能視覺傳感節點及其工作方法

無效

• 申請號: 201310025778.3
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103051887A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張學武;凌明強;孫浩;沈浩東;周卓贇;劉小敏;李敏;張卓;張亞新;林善明;范新南
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/232
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種仿鷹眼智能視覺傳感節點及工作方法，屬于視頻分析技術和仿生技術領域

背景技術

在所有的動物中，鷹眼觀察動物的敏銳程度名列前茅，且以視覺寬、目光敏銳著稱。即便是翱翔在二三千米高空的雄鷹，兩眼也能一下子從許多相對運動著的復雜背景中發現并捕捉目標。鷹之所以可以在幾千米的高空都能準確無誤地辨別地面上的目標，這是由它的眼部結構及其視覺原理的特殊性決定的。因此，對鷹眼視覺原理進行分析，建立鷹眼視覺模型，在仿生視覺領域具有廣闊的應用前景。

視覺是人類和一些動物所具有的一項基本功能，是一種重要的信息接收系統。經研究表明至少有80?%以上的外界信息都是通過視覺來獲得的，因此視覺是人和動物最重要的知覺功能。那么，對視覺傳感器的研究在傳感器領域就顯得至關重要、意義重大了。視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機器設計師和工藝工程師將其集成到各種曾經依賴人工、多個光電傳感器，或根本不檢驗的應用。視覺傳感器的工業應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿等。然而，目前市場上對視覺傳感器的節點設計還只停留在簡單地圖像獲取上，而且視覺范圍不夠寬，工業上出現的少量智能視覺傳感器也因為功能相對單一，應用范圍狹窄，不能很好地推向市場。因此，對可以進行圖像預處理、圖像識別與理解的智能視覺傳感器節點的設計和應用進行研究是具有很大的商業價值的。那么，設計一種可以方便用戶快速定制自己需求功能的智能視覺傳感器是很有必要。

發明內容

針對目前視覺傳感器的視覺范圍不夠寬、圖像信息利用率低以及一些智能視覺傳感器的功能固定、單一、不易更改等缺點，本發現的目的是提供一種仿鷹眼智能視覺傳感器節點及工作方法，采用視頻分析和圖像處理技術，模仿鷹眼感知環境的機制和機理，獲取的三路圖像進行處理和分析，最后加入在線編程功能，方便用戶快速定制自己需求功能，擴展智能視覺傳感器的應用范圍。

本發明的主要技術內容如下：

一種仿鷹眼智能視覺傳感節點，包括一個硬件平臺，所述硬件平臺包括一個廣角攝像機、兩個PTZ攝像機，嵌入式處理機，PTZ控制裝置；所述廣角攝像機和兩個PTZ攝像機位于所述的硬件平臺上，所述廣角攝像機位于中間，位置固定，兩個PTZ攝像機位于兩側，所述廣角攝像機與PTZ攝像機均通過信號線與嵌入式處理機相連，采集的圖像均經過嵌入式處理機進行處理，所述嵌入式處理機通過PTZ控制裝置對PTZ攝像機進行控制，所述兩個PTZ攝像機可以在嵌入式處理機的控制下進行調整。

上述的PTZ攝像機的成像參數由控制裝置發指令并在廣角攝像機的視野內進行移動、變倍、變焦；所述的PTZ控制裝置采用閉環絕對位置控制，能夠快速給定并獲取攝像機位置。

上述的仿鷹眼智能視覺傳感節點，采用固定的安裝方式，安裝于需要大場景監控的環境中，所述廣角攝像機在調整好監控場景后即固定，所述PTZ攝像機通過參數設置，可以在廣角攝像機視野中移動。

上述的嵌入式處理機包括ARM子系統和DSP子系統組成的主系統、電源單元、視頻圖像接口單元、DDR存儲單元、Flash存儲單元、視頻輸出單元、以太網接口單元、調試接口單元；所述電源單元為整個硬件系統提供電源，所述視頻圖像接口單元負責接收前端視頻圖像采集裝置傳來的圖像，然后交給主系統，所述DDR存儲單元與主系統相連，用于存儲數據，所述Flash存儲單元與主系統相連，用于存儲程序代碼，所述視頻輸出單元用于外接液晶顯示器，所述以太網接口單元用于方便用戶遠程訪問，所述調試接口單元用于用戶功能定制時調試使用。

上述兩臺PTZ攝像機的工作模式可以進行自動或人工組合，當廣角攝像機中捕獲的可疑目標距離過遠、速度過快，PTZ攝像機難以進行有效跟蹤時，兩臺PTZ攝像機可以組成交替跟蹤模式，嵌入式處理機利用廣角攝像機捕獲的大場景信息來調度兩臺PTZ攝像機進行交替跟蹤。當可疑目標距離較近或者較慢時兩臺PTZ攝像機進入雙目視覺模式，組成立體視覺從而獲取感興趣目標的更多信息。

上述嵌入式處理機對獲取的視頻數據進行整合輸出，根據具體配置，將畫面整合顯示，在具體實施中不占用額外的帶寬資源，同時可以遠程遙控切換顯示方式。

上述廣角攝像機與PTZ攝像機由一個攝像機和若干個紅外發光二極管組成，攝像機在中央位置，若干個紅外發光二極管均勻分布在攝像機的周圍。

一種仿鷹眼智能視覺傳感節點的工作方法，所述步驟如下：

（1）、廣角攝像機用于大場景的實時監控，其獲取的大場景圖像為低分辨率圖像，經過嵌入式處理機處理后，采用目標的運動顯著性和輪廓顯著性檢測可疑目標；