[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)的低功耗智能槍瞄圖像處理系統(tǒng)及處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010765005.9
• 申請(qǐng)日: 2020-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN111914753A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢篤彥;王敬梅;王生慧;王洪濤;石青松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安杰邦科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06F8/72;G06F8/38;G06N3/04;G06T1/20;G06N3/08;H04N19/70;H04N21/4363
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本發(fā)明屬于瞄準(zhǔn)器具技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于深度學(xué)習(xí)的低功耗智能槍瞄圖像處理系統(tǒng)及處理方法，基于深度學(xué)習(xí)的低功耗智能槍瞄圖像處理系統(tǒng)包括：采集接口模塊、核心處理模塊和算法軟件模塊。本發(fā)明采用深度學(xué)習(xí)算法和低功耗處理器可以實(shí)現(xiàn)高效智能槍瞄的目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤和自動(dòng)擊發(fā)控制，具有檢測(cè)識(shí)別能力強(qiáng)、智能化程度高、工作效率高、擴(kuò)展能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠有效解決傳統(tǒng)槍瞄圖像處理芯片功耗高、無(wú)智能化圖像處理功能的問(wèn)題；將深度學(xué)習(xí)和低功耗處理器引入智能槍瞄設(shè)計(jì)中，可有效提升智能槍瞄開發(fā)中的高效目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤和自動(dòng)擊發(fā)水平，智能化進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)、識(shí)別和跟蹤，有效提升狙擊步槍瞄準(zhǔn)具的智能化水平，便于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瞄準(zhǔn)器具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的低功耗智能槍瞄圖像處理系統(tǒng)及處理方法。

背景技術(shù)

目前，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)作戰(zhàn)武器自動(dòng)化和智能化的迫切需求，傳統(tǒng)的步槍光學(xué)瞄準(zhǔn)具及光電瞄準(zhǔn)具已經(jīng)開始向智能瞄準(zhǔn)具轉(zhuǎn)變。所謂智能瞄準(zhǔn)具就是在傳統(tǒng)光學(xué)瞄準(zhǔn)具基礎(chǔ)上，增加圖像傳感器和智能圖像處理模塊，在光電瞄準(zhǔn)具基礎(chǔ)上增加智能圖像處理模塊，使得瞄準(zhǔn)具能進(jìn)行智能化場(chǎng)景圖像處理。能夠自動(dòng)或者輔助狙擊手快速發(fā)現(xiàn)圖像中的目標(biāo)，進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和跟蹤測(cè)量，實(shí)時(shí)計(jì)算目標(biāo)與子彈彈著點(diǎn)的位置誤差，輔助狙擊手進(jìn)行步槍的輔助擊發(fā)或者自動(dòng)擊發(fā)，可以極大提高狙擊手對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率和射擊命中率。

因?yàn)榫褤舨綐屖褂铆h(huán)境多變，外界背景復(fù)雜，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)難度大，所以對(duì)狙擊手要求很高，通常需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練培養(yǎng)才能正式執(zhí)行任務(wù)。如果能夠采用本發(fā)明中的智能圖像處理模組，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或者輔助發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，跟蹤目標(biāo)，則對(duì)狙擊手的要求就會(huì)降低很多，而且攻擊效率會(huì)極大提高。智能圖像處理模組主要是解決以下問(wèn)題：

解決發(fā)現(xiàn)目標(biāo)困難的問(wèn)題。在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，因?yàn)椴煌h(huán)境，不同時(shí)間段時(shí)外界光照變化大，目標(biāo)背景復(fù)雜，要快速發(fā)現(xiàn)目標(biāo)需要較多的時(shí)間積累和精力高度集中。如果能夠采用智能目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤技術(shù)，對(duì)目標(biāo)的出現(xiàn)進(jìn)行提示和跟蹤，則可有效降低狙擊手的負(fù)擔(dān)。

解決精確跟蹤目標(biāo)和測(cè)量的問(wèn)題。攻擊時(shí)在知道風(fēng)速、大氣壓力，濕度等環(huán)境因素的前提下，對(duì)攻擊目標(biāo)的當(dāng)前位置、運(yùn)動(dòng)速度等的精確判斷是決定攻擊成功的關(guān)鍵，需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整。如果采用智能目標(biāo)跟蹤測(cè)量算法，則可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確跟蹤，并精確測(cè)量目標(biāo)位置與彈著點(diǎn)的偏差，在確定攻擊提前量的前提下有效提高對(duì)目標(biāo)攻擊的準(zhǔn)確性。

解決低功耗和長(zhǎng)時(shí)間工作的問(wèn)題。因?yàn)椴綐屩饕獞?yīng)用于野外，所以減少功耗確保長(zhǎng)時(shí)間工作，減小體積確保攜帶方便是一個(gè)重要問(wèn)題。傳統(tǒng)的DSP， FPGA，GPU等圖像處理芯片功耗大，體積大嚴(yán)重影響智能圖像處理技術(shù)在槍瞄上的應(yīng)用。如果能采用低功耗，微型化的圖像處理芯片實(shí)現(xiàn)智能槍瞄的圖像處理功能，則可極大推動(dòng)步槍瞄準(zhǔn)具的推廣和應(yīng)用。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：(1)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)困難。在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，因?yàn)椴煌h(huán)境，不同時(shí)間段時(shí)外界光照變化大，目標(biāo)背景復(fù)雜，要快速發(fā)現(xiàn)目標(biāo)需要較多的時(shí)間積累和精力高度集中。(2)缺乏精確跟蹤目標(biāo)和測(cè)量。攻擊時(shí)在知道風(fēng)速、大氣壓力，濕度等環(huán)境因素的前提下，對(duì)攻擊目標(biāo)的當(dāng)前位置、運(yùn)動(dòng)速度等的精確判斷是決定攻擊成功的關(guān)鍵，需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整。(3)不同狙擊手在使用步槍時(shí)的校準(zhǔn)問(wèn)題。每個(gè)狙擊手因?yàn)樯眢w和經(jīng)驗(yàn)不同，所以在使用狙擊步槍發(fā)現(xiàn)和攻擊目標(biāo)各自需要校準(zhǔn)的參數(shù)也不同，例如某些狙擊手習(xí)慣瞄準(zhǔn)時(shí)偏向上方，而有些則習(xí)慣偏向下方，此時(shí)對(duì)步槍的校準(zhǔn)就要求不同，為此，需要建立一個(gè)智能數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)不同的射手選擇不同的校準(zhǔn)方案。(4)低功耗和長(zhǎng)時(shí)間工作。因?yàn)椴綐屩饕獞?yīng)用于野外，所以減少功耗確保長(zhǎng)時(shí)間工作，減小體積確保攜帶方便是一個(gè)重要問(wèn)題。傳統(tǒng)的DSP，F(xiàn)PGA，GPU等圖像處理芯片功耗大，體積大嚴(yán)重影響智能圖像處理技術(shù)在槍瞄上的應(yīng)用。