[發(fā)明專利]基于動態(tài)視覺傳感器芯片的光電式接近傳感器及探測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611240612.3
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106597463B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡燕翔
• 申請（專利權(quán)）人: 天津師范大學(xué)
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/48
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 李成運(yùn)

1.光電式接近傳感器的探測方法，其特征在于，使用DVS傳感器作為光電感應(yīng)器件，對可控光源發(fā)出的光束經(jīng)物體反射后產(chǎn)生的光強(qiáng)變化信息進(jìn)行采樣，根據(jù)光強(qiáng)變化的空間位置和時序分布特征計算物體間的距離；

具體步驟為：

（1）控制處理單元存儲標(biāo)準(zhǔn)光源強(qiáng)度變化特征；按預(yù)設(shè)時長同步開啟可控光源和DVS傳感器；保存DVS的AE流；

（2）空間位置計算，獲取最大三個可能的反射位置點(diǎn)P；

（3）按照最大可能點(diǎn)的位置，計算其周邊預(yù)定義區(qū)域內(nèi)的強(qiáng)度特征向量；

（4）比較最大可能點(diǎn)與光源的強(qiáng)度變化特征，如匹配，至步驟（6）；

（5）選取下一個最大可能點(diǎn)，返回步驟（4）；如果最大三個可能點(diǎn)均不匹配，返回步驟（2）或結(jié)束；

（6）計算距離并與臨界值進(jìn)行比較，若小于臨界值則報警，否則返回步驟（2）或結(jié)束；

步驟（2）所述獲取最大三個可能的反射位置點(diǎn)P的具體方法為：

（201）使用DVS進(jìn)行一次采樣；將此時段內(nèi)所有“正”事件按照其位置集成為一幅圖像M，所述圖像M具有與DVS像素陣列相同的大小，初值為0；

（202）讀入一個AE事件，若極性為負(fù)，丟棄；

（203）按此事件的地址(x,y):M(x,y)=M(x,y)+1；

（204）返回（202），直至全部事件處理結(jié)束；

（205）對集成圖像M的中間若干行按列進(jìn)行累加；得到一個長度為N的一維數(shù)組；所述中間若干行的行數(shù)取值小于集成圖像M的總行數(shù)；

（206）選擇此數(shù)組中的最大3個值作為候選點(diǎn)；

所述步驟（3）所述計算強(qiáng)度特征向量的具體方法為：

（301）使用DVS對發(fā)射光束經(jīng)物體表面的反射光進(jìn)行采樣；若在提取光源標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度變化模式時，則應(yīng)在無干擾的條件下進(jìn)行；

（302）建立光源的一維特征數(shù)組Fea，數(shù)組長度為k*ΔT*10，即每毫秒劃分為10個時間段；

其中光源的開啟時間為ΔT毫秒，K與使用的光源種類有關(guān)，可取k=2或3，k*ΔT即為DVS采樣時間；

（303）統(tǒng)計每個時間段內(nèi)AE的數(shù)量累計Sum_{0~ k*ΔT*10-1}；

（304）對多次統(tǒng)計的結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均消除噪聲影響；

（305）使用相鄰時間段事件和的變化率來作為強(qiáng)度變化特征；

步驟（6）所述計算距離的方法為：

其中，L為DVS與光源的中心距，θ為發(fā)射光束與DVS平面的夾角，H為目標(biāo)距離，h為發(fā)生光束與DVS中垂線的交點(diǎn)高度，H_min為最小可探測距離，D為反射位置點(diǎn)與DVS中垂線間的距離，γ為DVS的視場角；

P是反射位置點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測方法，其特征在于，步驟（4）所述匹配比較的具體方法為：設(shè)光源的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度變化特征為FEA_std，反射目標(biāo)的強(qiáng)度變化特征為FEA_test,則可采取以下快速匹配方法：

（401）基于差值比例的特征差異，模式誤差定義為各分項誤差比例的平均值；

（402）基于變化趨勢的特征差異；

；

（403）特征匹配

當(dāng)任一特征差異小于預(yù)定義閾值時認(rèn)為反射光由光源產(chǎn)生，即為反射位置點(diǎn)。