[發明專利]一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法

有效

• 申請號: 201811609807.X
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109788194B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 趙琦;翟彤彤;張博學;馮文全;趙洪博
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G06F13/28;G06F1/3234
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法，其特征在于：其步驟如下:

步驟一、搭建自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集平臺；

步驟二、配置圖像傳感器，獲取圖像數據；

步驟三、配置系統中慣性傳感器，獲取加速度、角速度及磁感應強度原始數據并進行數據預處理；

步驟四、通過方向余弦矩陣的計算，將載體坐標系下數據轉為地面坐標系下數據；

步驟五、對慣性傳感器獲取的數據進行處理，通過人體的運動模式調整圖像傳感器采集頻率；

步驟六、分析圖像相似度，結果作為反饋值調整圖像采集頻率。

2.根據權利要求1所述的一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法，其特征在于：在“步驟一”中所述的“搭建自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集平臺”，該自適應性可穿戴設備包含主控制器模塊、慣性傳感器模塊、圖像傳感器模塊、安全數碼卡即SD卡存儲模塊、靜態隨機存取存儲器即SRAM模塊、蜂鳴器模塊、電源模塊、復位模塊、調試模塊及按鍵模塊；其中調試模塊采用基于聯合測試行動小組提出的協議即JTAG協議的5引腳標準接口；其“搭建”的做法如下：完成復數個模塊的選型過程；設計并搭建硬件電路，包括供電區域、復位區域、調試區域、存儲擴展區域、按鍵區域和信息采集區域；完成軟件設計，主要為初始化過程，包括系統初始化及外設初始化。

3.根據權利要求1所述的一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法，其特征在于：在“步驟二”中所述的“配置圖像傳感器，獲取圖像數據”，其做法如下：選取預定的圖像傳感器，在對傳感器進行初始化配置后，進行確定分辨率下的圖像數據采集，并將圖像存入SD卡中。

4.根據權利要求1所述的一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法，其特征在于：在“步驟三”中所述的“配置系統中慣性傳感器，獲取加速度、角速度及磁感應強度原始數據并進行數據預處理”，其做法如下：所選慣性傳感器集成了加速度計、陀螺儀及磁強計，對慣性傳感器進行初始化配置后，能進入數據采集階段，從而進行加速度、角速度及磁感應強度的測量，由于測量過程中存在噪聲及干擾，因此需進行數據預處理；其中，獲取的加速度原始數據包含重力加速度在各個坐標軸下的分量和身體運動產生的線性加速度，通過低通濾波器采取迭代方式將兩者進行分離。

5.根據權利要求1所述的一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法，其特征在于：在“步驟四”中所述的“通過方向余弦矩陣的計算，將載體坐標系下數據轉化為地理坐標系下數據”，其做法如下：通過慣性傳感器中獲取的三軸加速度數據是基于傳感器自身坐標系下的數據，稱為載體坐標系，該坐標系隨傳感器位置、方向的變化而變化；方向余弦矩陣即DCM主要用于坐標變換，通過兩種坐標系之間方位關系獲取地理坐標系下加速度數據。

6.根據權利要求1所述的一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法，其特征在于：在“步驟五”中所述的“對慣性傳感器獲取的數據進行處理，通過人體的運動模式調整圖像傳感器采集頻率”，其做法如下：由于單次拍照時間固定，因此調節圖像傳感器采集頻率即為調節兩次拍照的時間間隔；利用步驟四得到的地理坐標系下由于運動產生的加速度數據，采取三軸合一方式獲得最終加速度，并通過積分方式得出速度值，消除過程中產生的積分誤差；根據速度大小設置不同狀態閾值，從而設置相應拍照間隔。

7.根據權利要求1所述的一種自適應性可穿戴設備主觀視角圖像采集方法，其特征在于：在“步驟六”中所述的“分析圖像相似度，結果作為反饋值調整圖像采集頻率”，其做法如下：考慮到方法復雜度與硬件處理器運算能力，在本發明中采取均值哈希方法對采集的圖像數據進行相似度比較；通過縮放圖像、將圖像轉化為灰度圖、計算圖像平均值、比較像素灰度值、生成信息指紋和對比指紋的過程實現相似度的對比，若相似度過高，則說明應降低當前采集頻率，從而降低功率消耗和所占內存。