[發(fā)明專利]柵格化極坐標(biāo)系目標(biāo)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410556691.3
• 申請(qǐng)日: 2014-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN104330075A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊衛(wèi);張文棟;金曉會(huì);白曉方;徐勝;劉前進(jìn);趙迪;侯爽;王淑平;鄭建生;鄧立齊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02;G06T7/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種柵格化極坐標(biāo)系目標(biāo)定位方法，其特征在于，采用的裝置為光電智能感知平臺(tái)；所述方法包括以下步驟：（a）攝像機(jī)標(biāo)定：O為所述光電智能感知平臺(tái)的中心，OO’為光電智能感知平臺(tái)的豎直中心軸，紅外熱像儀（2）的光軸與OO’所成夾角為????????????????????????????????????????????????，紅外熱像儀（2）視場(chǎng)角為，紅外熱像儀（2）的中心O’與O點(diǎn)的間距為h；選定紅外熱像儀（2）在上述條件下繞OO’軸旋轉(zhuǎn)后所能探測(cè)的與O點(diǎn)同在一個(gè)水平面上的環(huán)狀區(qū)域作為熱像儀可檢測(cè)區(qū)域；（b）建立定位模型：將紅外熱像儀（2）視場(chǎng)角分成n等分，其中n為偶數(shù)，相應(yīng)的熱像儀可檢測(cè)區(qū)域就被n+1個(gè)同心等距圓分為n個(gè)圓環(huán)區(qū)域；激光測(cè)距儀（3）的測(cè)距光線與紅外熱像儀（2）視場(chǎng)角的角平分線重合，測(cè)距光線入射至距離O點(diǎn)的水平距離為l_n/2的等距圓上的Q點(diǎn)，由激光測(cè)距可推算出Q點(diǎn)距離O點(diǎn)的水平距離l_n/2，則有O’與O點(diǎn)的間距h為：

?????????????????????①

則與圓心O距離最近的第一個(gè)等距圓上的點(diǎn)A與圓心O距離為：

????????????????????②????????????????????

第二個(gè)等距圓距圓心距離為：

????????????????③

????依次類推，則第n個(gè)等距圓距離圓心O距離為l_n-1：

?????????????????????????④

按照以上算法，在水平面內(nèi)建立極坐標(biāo)系，圓心O為極點(diǎn)，規(guī)定從O點(diǎn)到正北方向的射線OX為極軸，紅外熱像儀繞OO’軸旋轉(zhuǎn)后與OX軸所成的夾角規(guī)定為目標(biāo)點(diǎn)的方位角；根據(jù)攝像機(jī)標(biāo)定，將每個(gè)等距圓的半徑l₀,l₁,l₂……l_n/2……l_n都通過(guò)世界坐標(biāo)系變換到像素坐標(biāo)系上；

（c）動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)，用云臺(tái)（1）控制紅外熱像儀（2）捕捉動(dòng)態(tài)目標(biāo)，并將目標(biāo)從圖像中提取出來(lái)；

（d）確定目標(biāo)質(zhì)心；采用質(zhì)心算法確定目標(biāo)的質(zhì)心點(diǎn)P；

（e）質(zhì)心點(diǎn)匹配；將確定好的目標(biāo)質(zhì)心點(diǎn)P與等距圓匹配距離，直至找到與質(zhì)心點(diǎn)距離最近的等距圓，該等距圓與O點(diǎn)的間距即為質(zhì)心點(diǎn)與O點(diǎn)的間距ρ；

（f）計(jì)算方位和距離：根據(jù)質(zhì)心點(diǎn)匹配后確定的同心圓計(jì)算出O點(diǎn)與質(zhì)心點(diǎn)P的間距ρ以及云臺(tái)（1）轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置與OX軸夾角θ角計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（ρ，θ）。

2.如權(quán)利要求1所述的柵格化極坐標(biāo)系目標(biāo)定位方法，其特征在于，在步驟（f）中，將紅外熱像儀（2）捕捉動(dòng)態(tài)目標(biāo)時(shí)拍攝到的圖像畫面所顯示的橫向角度γ用與等距圓垂直相交的線條均勻分割成m等份，等分后的圖像畫面實(shí)現(xiàn)柵格化；設(shè)圖像畫面的中心點(diǎn)與質(zhì)心點(diǎn)P沿橫向角度方向間隔為y個(gè)方格，則P點(diǎn)的坐標(biāo)為（ρ，θ+yγ/m）或（ρ，θ-yγ/m）。

3.如權(quán)利要求2所述的柵格化極坐標(biāo)系目標(biāo)定位方法，其特征在于，當(dāng)時(shí)，將不進(jìn)行定位。

4.如權(quán)利要求2所述的柵格化極坐標(biāo)系目標(biāo)定位方法，其特征在于，當(dāng)目標(biāo)占據(jù)了畫面的1/4以上時(shí)，可認(rèn)為激光測(cè)距儀（3）測(cè)定的距離就是目標(biāo)的距離。