[發明專利]一種頭戴式視覺輔助裝置

在審

• 申請號: 202210837717.6
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115205748A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 黃思維;劉歆瀏;曾刊;李正麗;李亞南;張振禹;賴春強;田瑞娟;王鈐
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備集團自動化研究所有限公司
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V10/774
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 南海燕

1.一種頭戴式視覺輔助裝置，其特征在于，包括：

裝具，所述裝具用于保護頭部；

視覺輔助單元，所述視覺輔助單元與所述裝具相連；所述視覺輔助單元包括視覺傳感器模塊、計算模塊以及顯示模塊，所述計算模塊分別與所述視覺傳感器模塊以及所述顯示模塊電連接；

其中，所述視覺傳感器模塊包括白光視覺傳感器、紅外視覺傳感器以及微光視覺傳感器；所述計算模塊用于將所述視覺傳感器模塊獲取的目標圖像信息進行處理，并將處理結果發送至所述顯示模塊，所述顯示模塊用于將所述處理結果進行展示。

2.根據權利要求1所述的頭戴式視覺輔助裝置，其特征在于，所述裝具包括玻璃鋼材料的頭盔主體以及與所述頭盔主體相連的支架，所述視覺輔助單元與所述支架相連；所述顯示模塊包括視頻顯示子模塊，配置為用于顯示所述處理結果。

3.根據權利要求2所述的頭戴式視覺輔助裝置，其特征在于，所述顯示模塊還包括：

菜單欄子模塊，配置為顯示功能設置菜單按鈕，以便通過所述按鈕選擇菜單欄信息進行功能設置；

檢測計數子模塊，配置為對視頻中檢測到的對象進行統計；

時間戳和指南針子模塊，配置為用于顯示時間和方向；

視頻切換子模塊，配置為切換白光、紅外或者微光視頻進行目標檢測。

4.根據權利要求1所述的頭戴式視覺輔助裝置，其特征在于，所述計算模塊包括海思Hi3519av100芯片，所述計算模塊用于利用目標檢測神經網絡模型對目標圖像信息中包含的檢測目標進行檢測，以便確定并標記所述檢測目標的位置和/或數量。

5.根據權利要求4所述的頭戴式視覺輔助裝置，其特征在于，所述目標檢測神經網絡模型包括帶注意力機制的特征預測層以及改進損失函數的改進YoloV3網絡模型結構。

6.根據權利要求5所述的頭戴式視覺輔助裝置，其特征在于，所述注意力機制包括尺度注意力模塊和空間注意力模塊，表達式如下：

F_fuse＝f_LReLU(F_spatial(F_scale(X)))+X

式中：F_fuse表示注意力模塊的輸出，F_spatial表示空間注意力模塊函數，F_scale表示尺度注意力模塊函數，f_LReLU(g)表示LeakyReLU激活函數，X∈R^H×W×C為輸入特征；

尺度注意力模塊表達式為：

式中：H為特征高度，W為特征寬度，C為特征通道數，σ(g)為sigmoid函數，f_conv1×1(g)為1*1卷積；

空間注意力模塊表達式為：

F_spatial(X)＝f_pwconvσ(AvgPool(X)+MaxPool(X))gX

式中：f_pwconv(g)表示逐點卷積，AvgPool(g)表示平均池化函數，MaxPool(g)表示最大池化函數。

7.根據權利要求5所述的頭戴式視覺輔助裝置，其特征在于，所述改進損失函數包括改進YoloV3中的損失函數：將處理樣本分類不均衡的損失函數FocalLoss作為YoloV3神經網絡計算中的分類損失函數，其表達式為：

式中：y＝1表示標注為真實值；α_t為權重因子，取值為0.25；P∈[0,1]表示分類時計算得出的預測值，γ為可調聚焦參數，取值為2；

將CIoULoss作為YoloV3神經網絡中的定位損失函數，其表達式為：

式中：表示預測框和真實框的交并比；ρ²(b,b^gt)表示預測框和真實框中心點的歐幾里德距離；c表示預測框和真實框最小包圍框的對角線距離；表示寬高比一致性；表示正權衡系數。