[發(fā)明專利]一種視覺碰撞檢測算法的通用性能評估系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310176416.8
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116523827A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙劍楠;高培;謝泉生;周翔
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T7/80
• 代理公司: 廣西知華敏行專利代理事務(wù)所(普通合伙) 45139
• 代理人: 陳引

本發(fā)明涉及碰撞物體檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種視覺碰撞檢測算法的通用性能評估系統(tǒng)，包括視頻數(shù)據(jù)模塊，其用于迫近碰撞物體運(yùn)動模態(tài)視頻的光學(xué)變量標(biāo)定及迫近碰撞物體運(yùn)動模態(tài)視頻的儲存，以獲得標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)集；數(shù)據(jù)傳輸模塊，其用于將標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)導(dǎo)出至測試算法模型，以獲得所述測試算法模型的測試結(jié)果，且所述數(shù)據(jù)傳輸模塊還用于所述測試結(jié)果向所述分析模塊的導(dǎo)入；分析模塊，其通過應(yīng)用性能分析及算法理論分析對所述測試算法模型進(jìn)行分析，以獲得分析結(jié)果。本發(fā)明能夠全面地對碰撞檢測算法進(jìn)行評估，以幫助分析視覺碰撞檢測算法的具體優(yōu)勢和劣勢，促進(jìn)該類算法的整體發(fā)展和性能提升，增加視覺碰撞檢測算法的實(shí)際適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碰撞物體檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種視覺碰撞檢測算法的通用性能評估系統(tǒng)。

背景技術(shù)

碰撞物體檢測就是提前檢測到機(jī)器視覺范圍內(nèi)可能與機(jī)器產(chǎn)生碰撞的物體，給予機(jī)器足夠的時間進(jìn)行避障。現(xiàn)行的碰撞檢測算法有：基于碰撞時間τ對于碰撞物體進(jìn)行檢測和預(yù)警；部分基于神經(jīng)元峰值釋放率與(l為物體尺寸，v為物體迫近速度)之間的線性關(guān)系，測算出閾值角θ，對物體進(jìn)行碰撞檢測；基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對物體進(jìn)行識別，利用數(shù)據(jù)集和回歸算法，估計深度信息進(jìn)行的碰撞檢測；基于光流對于物體的運(yùn)動信息v進(jìn)行檢測，評估碰撞風(fēng)險；基于特征點(diǎn)檢測識別物體，進(jìn)而判定其擴(kuò)張率(Er)進(jìn)行碰撞檢測；基于蝗蟲視覺神經(jīng)元作用機(jī)制，提取視頻中物體的運(yùn)動速度信息，求取膜電位值進(jìn)行避障檢測等。

隨著碰撞檢測算法的增多，各類算法在不同場景下各有優(yōu)劣，如何綜合全面地評價算法的好壞是一個迫切的問題，解決該問題對促進(jìn)此類算法發(fā)展具有重要意義。現(xiàn)行的一些評價方式有：(1)構(gòu)建一個現(xiàn)實(shí)和仿真的場景(在不同的位置設(shè)置障礙點(diǎn)，并增加可能會導(dǎo)致算法檢測錯誤的因素)，將算法搭載在智能移動機(jī)器人上，然后將智能機(jī)器人放置在場景的任意位置啟動，不斷的任其在場景中運(yùn)動，統(tǒng)計出其檢測迫近物體成功并且正確避免碰撞的概率；(2)將同一個算法至于不同的場景中，通過比較算法在不同場景下的檢測效果，判斷算法對于迫近物體檢測性能，如通過算法檢測迫近物體在明暗環(huán)境中迫近、后退、平移，來說明算法檢測的運(yùn)動方式以及其適應(yīng)的環(huán)境；(3)通過構(gòu)建一個數(shù)據(jù)集，標(biāo)注每個視頻是否屬于碰撞視頻，評價同類算法在該數(shù)據(jù)集的測試效果，通過效果的比較得出性能較優(yōu)于其他算法的迫近檢測算法，主要是通過對比檢測成功率；(4)通過對于算法的改進(jìn)，比較改進(jìn)前算法和改進(jìn)后算法在同一場景的測試效果，以說明改進(jìn)后的算法的優(yōu)點(diǎn)，如：相對于LGMD，DLGMD可以消除無人機(jī)因俯仰和加速產(chǎn)生對looming的誤檢測；(5)對比真實(shí)值與檢測值之間的差異，說明迫近檢測算法檢測量的準(zhǔn)確性。

這些針對碰撞檢測算法的評價方法各有各自的優(yōu)點(diǎn)，但往往只從某種具體的應(yīng)用表現(xiàn)來評價檢測算法，評價的角度都較為單一，無從揭示碰撞檢測算法的本質(zhì)。這也導(dǎo)致現(xiàn)階段的許多碰撞檢測算法在實(shí)際應(yīng)用中僅表現(xiàn)出單一方面的優(yōu)勢而難以勝任復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)場景。若能綜合算法對各類碰撞相關(guān)視覺線索的親和度進(jìn)行統(tǒng)計分析，則能說明該算法究竟在檢測迫近物體哪一方面的性質(zhì)，從而更深刻地揭示碰撞檢測算法的本質(zhì)，進(jìn)而指導(dǎo)算法優(yōu)化的方向。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種視覺碰撞檢測算法的通用性能評估系統(tǒng)，能夠綜合與碰撞檢測相關(guān)的光學(xué)、視覺、物理空間變量，全面地反應(yīng)碰撞檢測算法的性質(zhì)并給出分析評估結(jié)果，以幫助分析視覺碰撞檢測算法的具體優(yōu)勢和劣勢，促進(jìn)該類算法的整體發(fā)展和性能提升，增加視覺碰撞檢測算法的實(shí)際適用性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種視覺碰撞檢測算法的通用性能評估系統(tǒng)，包括視頻數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、分析模塊及所述評估模塊；

所述視頻數(shù)據(jù)模塊用于迫近碰撞物體運(yùn)動模態(tài)視頻的光學(xué)變量標(biāo)定及迫近碰撞物體運(yùn)動模態(tài)視頻的儲存，以獲得標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)集；

所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)導(dǎo)出至測試算法模型，以獲得所述測試算法模型的測試結(jié)果，且所述數(shù)據(jù)傳輸模塊還用于所述測試結(jié)果的導(dǎo)入；