[發明專利]基于ARM平臺的航拍目標檢測系統

有效

• 申請號: 201610007048.4
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105678805B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 覃征;徐凱平;王國龍;李志鵬;李勝男;張任偉;楊曉;陳旭;徐濤;黃晨婕
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;H04N7/18
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.基于ARM平臺的航拍目標檢測系統，搭載于無人機上，其特征在于，包括：

CMOS接口攝像頭，采集航拍區域的圖像信息；

ARM開發板，接收CMOS接口攝像頭所采集的信息，執行基于歸一化二值梯度直方圖的目標檢測算法，對可疑目標進行檢測；

通信模塊，在無人機與遠程控制端之間傳輸信息，當ARM開發板檢測到可疑目標時，將該可疑目標的圖像信息傳輸至遠程控制端；

其中，所述基于歸一化二值梯度直方圖的目標檢測算法包括如下步驟：

首先，將接收到的圖像轉為灰度圖，用Sobel差分算子計算像素點(x,y)的水平梯度值和垂直梯度值該點的梯度方向為減小計算量，將梯度值二值化，定義為：

其中T為梯度閾值，設為10，將梯度的方向量化為16份，量化間隔△θ＝22.5°，量化后的梯度方向值

然后，采用積分圖的方法統計任意區域內的直方圖進行直方圖的匹配，(x,y)點積分直方圖計算公式如下：

H(x,y,r)＝H(x-1,y,r)+H(x,y-1,r)-H(x-1,y-1,r)+Q(R(x,y),r)，

其中

其中b為(x,y)點的梯度方向，r為記錄(x,y)點左上方區域內各個方向上梯度累積幅值的方向變量，每當包含一個新點(x,y)時，就在該點對應的方向上累加其幅值，其他方向上不累加；

任意矩形區域Γ的直方圖由下式計算得到：

其中是區域Γ的范圍；

直方圖序列為：H_Γ＝{h_Γ(i)}_{i＝0,22.5,45…157.5}

其中，i表示角度，分別取0°，22.5°，45°……157.5°;

最后，用模板匹配法，將滑窗依次掃過圖像進行匹配，匹配所用的模板為車輛、武器的俯視圖。

2.根據權利要求1所述基于ARM平臺的航拍目標檢測系統，其特征在于，所述ARM開發板采用飛凌公司的OK6410-A，所述CMOS攝像單元采用型號為OV9650的CMOS攝像儀，過CAM接口與ARM開發板相連，將采集到的圖像實時傳輸給ARM開發板；所述通信模塊采用型號為WM-G-MR-09的SDIO接口WiFi模塊，通過SDIO接口與ARM開發板相連，將ARM開發板檢測到的包含可疑目標的幀傳回遠程控制端的PC機。

3.根據權利要求1所述基于ARM平臺的航拍目標檢測系統，其特征在于，所述模板匹配法中，下一輪匹配時，將滑窗面積變成上一輪的1.2倍。

4.根據權利要求3所述基于ARM平臺的航拍目標檢測系統，其特征在于，為了解決圖中目標和模板尺度不同的問題，將直方圖進行歸一化：其中S為區域Γ內的像素數，圖中目標和模板方向的不同在直方圖上體現為循環位移，匹配程度由相似度指標D來度量：其中為的k位循環位移，為模板的直方圖，E{}為取期望。