[發(fā)明專利]一種克服無(wú)線鏈路延時(shí)特性的圖像緩存跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410829141.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN104574383B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁楠;袁鑫;景彥哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號(hào): G06T7/246
• 分類號(hào): G06T7/246;H04N7/18
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種克服無(wú)線鏈路延時(shí)特性的圖像緩存跟蹤方法，其特征在于：通過圖像緩存跟蹤系統(tǒng)、攝像機(jī)、無(wú)線鏈路模塊和地面站實(shí)現(xiàn)，其中，圖像緩存跟蹤系統(tǒng)包括信息處理模塊、FPGA模塊、緩存模塊和圖像跟蹤畫面切換模塊，具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

(1)、FPGA模塊接收外部攝像機(jī)發(fā)送的圖像信息數(shù)據(jù)，同時(shí)將所述圖像信息數(shù)據(jù)發(fā)送到信息處理模塊和緩存模塊；其中，緩存模塊將所述圖像信息數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序進(jìn)行緩存；信息處理模塊按照設(shè)定的壓縮格式對(duì)接收到的圖像信息數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，并將壓縮后的圖像信息數(shù)據(jù)流返回給FPGA模塊；

(2)、FPGA模塊接收到所述壓縮后的圖像信息數(shù)據(jù)流，進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，如果所述數(shù)據(jù)流的壓縮格式與設(shè)定的壓縮格式相同，則發(fā)送所述數(shù)據(jù)流到外部的無(wú)線鏈路模塊，通過下行鏈路發(fā)送所述壓縮后的圖像信息數(shù)據(jù)流到地面站；

(3)、地面站通過上行鏈路發(fā)送跟蹤指令到所述的無(wú)線鏈路模塊，并通過FPGA模塊轉(zhuǎn)發(fā)給信息處理模塊，信息處理模塊按照所述跟蹤指令中的圖片抓取位置信息進(jìn)行目標(biāo)抓取操作，具體過程如下：

(3a)、信息處理模塊發(fā)送圖片提取命令到圖像跟蹤畫面切換模塊；

(3b)、圖像跟蹤畫面切換模塊根據(jù)上行鏈路延時(shí)值Δt₁和下行鏈路延時(shí)值Δt₂，在緩存模塊中讀取與地面站發(fā)出跟蹤指令時(shí)所針對(duì)的圖像信息數(shù)據(jù)幀，其中：所述圖像信息數(shù)據(jù)幀在緩存模塊中存放時(shí)，無(wú)線鏈路模塊將所述圖像信息數(shù)據(jù)幀通過下行鏈路經(jīng)過延時(shí)Δt₂發(fā)送到地面站，地面站根據(jù)接收到的圖像信息數(shù)據(jù)幀發(fā)出跟蹤指令，所述跟蹤指令經(jīng)過延時(shí)Δt₁到達(dá)無(wú)線鏈路模塊；

(3c)、圖像跟蹤畫面切換模塊發(fā)送所述圖像信息數(shù)據(jù)幀到信息處理模塊，信息處理模塊根據(jù)跟蹤指令中的圖片抓取位置信息確定波門移動(dòng)量，并根據(jù)所述移動(dòng)量移動(dòng)波門到目標(biāo)抓取區(qū)域；

(3d)、信息處理模塊采用圖像跟蹤算法，按照波門內(nèi)的圖像信息數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度特征的相關(guān)匹配，識(shí)別目標(biāo)輪廓，即確定跟蹤目標(biāo)在圖像中的位置和大小；

(3e)、信息處理模塊從緩存模塊中按照時(shí)間順序讀取下一個(gè)圖像信息數(shù)據(jù)幀，并將該圖像信息數(shù)據(jù)幀與步驟(3d)內(nèi)確定的跟蹤目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定出當(dāng)前圖像信息數(shù)據(jù)幀中的目標(biāo)位置與上一個(gè)圖像信息數(shù)據(jù)幀中的目標(biāo)位置的差值，即目標(biāo)脫靶量；并按照目標(biāo)脫靶量進(jìn)行波門移動(dòng)；

(3f)、重復(fù)步驟(3d)～(3e)，即按照時(shí)間順序?qū)彺婺K中的圖像數(shù)據(jù)按幀提取，進(jìn)行圖像目標(biāo)跟蹤，直到讀取完所述緩存模塊內(nèi)的圖像信息數(shù)據(jù)，則通過圖像跟蹤畫面切換模塊切換到實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種克服無(wú)線鏈路延時(shí)特性的圖像緩存跟蹤方法，其特征在于：在步驟(3b)中，圖像跟蹤畫面切換模塊從緩存模塊中讀取一幀圖像信息數(shù)據(jù)，具體讀取過程如下：

圖像跟蹤畫面切換模塊發(fā)送數(shù)據(jù)提取命令到FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊根據(jù)數(shù)據(jù)提取命令中設(shè)定的提取時(shí)間計(jì)算得到所述圖像信息數(shù)據(jù)在緩存模塊中的存放地址，并按照所述地址從緩存模塊中讀取圖像信息數(shù)據(jù)幀，然后發(fā)送所述圖像信息數(shù)據(jù)幀到圖像跟蹤畫面切換模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種克服無(wú)線鏈路延時(shí)特性的圖像緩存跟蹤方法，其特征在于：在步驟(3b)中，上行鏈路延時(shí)值Δt₁和下行鏈路延時(shí)值Δt₂的具體計(jì)算過程如下：

(3ba)、地面站通過上行鏈路按照設(shè)定的延時(shí)測(cè)試周期T，發(fā)送延時(shí)測(cè)試指令到所述的無(wú)線鏈路模塊，所述無(wú)線鏈路模塊通過FPGA模塊轉(zhuǎn)發(fā)所述延時(shí)測(cè)試指令到信息處理模塊，信息處理模塊根據(jù)所述延時(shí)測(cè)試指令的接收時(shí)刻值tr和所述延時(shí)測(cè)試指令從地面站發(fā)出的時(shí)刻值ts計(jì)算得到上行鏈路延時(shí)值Δt₁＝tr-ts：

(3bb)、信息處理模塊將步驟(3ba)計(jì)算得到的上行鏈路延時(shí)值Δt₁添加到發(fā)送給FPGA模塊的壓縮后的圖像信息數(shù)據(jù)流中；并通過下行鏈路發(fā)送給地面站；

(3bc)、地面站根據(jù)所述壓縮后的圖像信息數(shù)據(jù)流從無(wú)線鏈路模塊發(fā)出的時(shí)刻值和地面站接收所述壓縮后的圖像信息數(shù)據(jù)流的時(shí)刻值，計(jì)算得到下行鏈路延時(shí)值Δt₂；

(3bd)、地面站將上行鏈路延時(shí)值Δt₁和下行鏈路延時(shí)值Δt₂發(fā)送到所述無(wú)線鏈路模塊，并通過FPGA模塊轉(zhuǎn)發(fā)給圖像跟蹤畫面切換模塊。