基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于目標(biāo)跟蹤識別的測距技術(shù)，具體為一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置及方法。解決了目前對于動態(tài)目標(biāo)進(jìn)行測距時目標(biāo)鎖定困難導(dǎo)致測量不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問題。一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置，包括一個光電智能感知平臺、圖像采集模塊以及中央處理器；所述光電智能感知平臺包括一個內(nèi)設(shè)CPU的云臺以及設(shè)置在云臺上的激光測距儀；所述圖像采集模塊也設(shè)置在云臺上；所述云臺、圖像采集模塊以及激光測距儀的信號輸出端均與中央處理器的信號輸入端相連接；云臺、圖像采集模塊及激光測距儀的信號輸入端與中央處理器的信號輸出端相連接。本發(fā)明裝置及方法對目標(biāo)的跟蹤與定位有效性強(qiáng)、實(shí)時性高。
【專利說明】基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于目標(biāo)跟蹤識別的測距技術(shù)，屬于自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在測距【技術(shù)領(lǐng)域】，對于固定目標(biāo)的測距已經(jīng)非常成熟，但是對于動態(tài)目標(biāo)的跟蹤以及測距仍是一個技術(shù)難點(diǎn)，具體表現(xiàn)在待測目標(biāo)不能有效的、準(zhǔn)確的鎖定，導(dǎo)致對目標(biāo)的測距不能精確的完成；即使是鎖定后的目標(biāo)，由于目標(biāo)位置始終處于動態(tài)變化之中，后續(xù)的鎖定以及測距仍然不能夠精確的完成。
[0003]本發(fā)明就是在此背景下提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)對動態(tài)目標(biāo)的距離準(zhǔn)確測定的裝置以及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決目前對于動態(tài)目標(biāo)進(jìn)行測距時目標(biāo)鎖定困難導(dǎo)致測量不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問題，提供一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置及方法。
[0005]本發(fā)明所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置，包括一個光電智能感知平臺、圖像采集模塊以及中央處理器；所述光電智能感知平臺包括一個內(nèi)設(shè)CPU的云臺以及設(shè)置在云臺上的激光測距儀；所述圖像采集模塊也設(shè)置在云臺上；所述激光測距儀的激光軸與圖像采集模塊的圖像軸平行；所述云臺、圖像采集模塊以及激光測距儀的信號輸出端均與中央處理器的信號輸入端相連接；云臺、圖像采集模塊及激光測距儀的信號輸入端與中央處理器的信號輸出端相連接。
[0006]云臺內(nèi)設(shè)有CPU，中央處理器可以向云臺內(nèi)設(shè)的CPU輸入相應(yīng)的指令，以控制云臺的轉(zhuǎn)動；云臺的轉(zhuǎn)動有兩個自由度，其中水平可轉(zhuǎn)動0°?350° (即偏航角范圍)，垂直旋轉(zhuǎn)角度為+90° (即俯仰角)。圖像采集模塊可采用各種成像設(shè)備。云臺為市場上能夠購買到的。
[0007]進(jìn)一步的，所述圖像采集模塊包括紅外熱像儀以及顯示器；所述紅外熱像儀的信號輸出端與中央處理器的信號輸入端相連接；中央處理器的信號輸出端與顯不器的信號輸入端相連接。
[0008]紅外熱像儀可以實(shí)現(xiàn)夜晚、煙霧以及些許遮擋等特殊條件下的圖像信息采集。應(yīng)用領(lǐng)域較廣。
[0009]本發(fā)明所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距方法是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置進(jìn)行測距的方法，包括以下步驟:(a)通過紅外熱像儀采集待測目標(biāo)的圖像，使目標(biāo)在顯示界面中的面積保持固定比例；中央處理器在相應(yīng)軟件的支持下以顯示界面中心即由圖像采集模塊和激光測距儀組成的光電系統(tǒng)的中心為原點(diǎn)，在顯示界面建立該時刻的坐標(biāo)系XOY ；(b)設(shè)目標(biāo)中心在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為A[X(l，y0]，根據(jù)目標(biāo)中心與原點(diǎn)的距離確定云臺運(yùn)動的俯仰角和偏航角，中央處理器控制云臺隨動，使光電系統(tǒng)的中心向目標(biāo)中心所在位置移動；(C)光電系統(tǒng)的中心經(jīng)過時間間隔At移動到[xa，yj ;所述At為紅外熱像儀兩次采集信號的時間間隔；此時以光電系統(tǒng)的中心[Xa，yj為原點(diǎn)建立新的坐標(biāo)系XaOYa,目標(biāo)中心在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為AJx1, yj ;設(shè)定一個閾值A(chǔ)r，如果目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心的間距小于等于Ar，則認(rèn)為光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心重合,此時光電系統(tǒng)將目標(biāo)瞄準(zhǔn)；如果目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心的間距大于Δι.，則認(rèn)為光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心不重合，中央處理器根據(jù)顯示界面上原點(diǎn)與目標(biāo)中心的間距值控制云臺繼續(xù)移動，并在經(jīng)歷一個At后建立新的坐標(biāo)系并判斷光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心是否重合；不斷重復(fù)上述過程，直到目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心重合；(d)光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心重合后，中央處理器向激光測距儀發(fā)送測量距離的指令，激光測距儀向目標(biāo)發(fā)出激光，測得的距離值傳輸至中央處理器儲存。
[0010]圖像采集模塊圖像軸(即紅外熱像儀的圖像軸)與激光測距儀的激光軸平行，可以保證對于遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，圖像采集模塊和激光測距儀所組成的光電系統(tǒng)的中心和圖像采集模塊的中心可以看作是重合的。
[0011]紅外熱像儀采集到的目標(biāo)顯示在顯示界面上，通過調(diào)節(jié)紅外熱像儀的焦距可以使目標(biāo)在顯示界面中保持固定的比例，以便于光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心距離值的測算；紅外熱像儀顯示界面的中心對準(zhǔn)目標(biāo)后，就可以認(rèn)為是整個光電系統(tǒng)的中心對準(zhǔn)了目標(biāo)；目標(biāo)在顯示界面上成像且大小固定后，中央處理器開始操縱云臺進(jìn)行跟蹤。中央處理器根據(jù)接收到的紅外熱像儀采集到的包括目標(biāo)信號在內(nèi)的信號圖像，在紅外熱像儀顯示界面上建立一個以此時刻光電系統(tǒng)的中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系,并計(jì)算出目標(biāo)中心在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，進(jìn)而計(jì)算出云臺在水平方向和垂直方向需要轉(zhuǎn)動的角度，并發(fā)出指令控制云臺向目標(biāo)中心轉(zhuǎn)動；但是由于目標(biāo)處在動態(tài)變化之中，在云臺向目標(biāo)中心移動過程中目標(biāo)可能已經(jīng)移動到了下一個位置；設(shè)在經(jīng)過At后光電系統(tǒng)的中心即界面中心移動到了 [xa，ya]，中央處理器以此時刻光電系統(tǒng)的中心[xa，yj為原點(diǎn)建立新的坐標(biāo)系，在新的坐標(biāo)系中目標(biāo)中心的坐標(biāo)就成了 AJx1, yj ;預(yù)先設(shè)定一個閾值A(chǔ)r作為判斷光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心是否重合的依據(jù)，中央處理器根據(jù)接收到的信號判斷光電系統(tǒng)的中心是否與目標(biāo)原點(diǎn)相重合；如果重合，則中央處理器向激光測距儀發(fā)出指令，激光測距儀將測得的距離值發(fā)送至中央處理器儲存；如果目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心沒有重合(即光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心間距大于Ar)，中央處理器控制云臺繼續(xù)向目標(biāo)中心移動，并在經(jīng)過At時段后繼續(xù)建立新的坐標(biāo)系，分析出云臺需要轉(zhuǎn)動的角度，控制云臺轉(zhuǎn)動，這樣不斷的重復(fù)這一過程，直到光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心相重合。
[0012]中央處理器根據(jù)接收到的信號建立坐標(biāo)系、計(jì)算目標(biāo)中心與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離、將距離值換算成云臺的轉(zhuǎn)動角度等工作均是在相應(yīng)軟件的支持下實(shí)現(xiàn)的，中央處理器發(fā)出指令信號控制激光測距儀進(jìn)行測距，也是在相應(yīng)軟件的支持下完成的；將目標(biāo)中心與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離值換算成云臺的轉(zhuǎn)動角度是現(xiàn)有公知常識，有多種方法可供選擇；本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際采用的設(shè)備型號以及相關(guān)參數(shù)合理選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法以滿足測量精度的要求；所述的閾值可以根據(jù)設(shè)備的信號采集速率、云臺的轉(zhuǎn)動速率以及激光測距儀的測量精度進(jìn)行設(shè)定；本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明所述的方法后，可以很容易的編寫出相應(yīng)的軟件。[0013]進(jìn)一步的，還包括步驟(e):在光電系統(tǒng)的中心軸與目標(biāo)中心第一次重合并測距后，此時中央處理器以目標(biāo)中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系X’ O’ Y’，在新的坐標(biāo)系下確定經(jīng)過At時間間隔后目標(biāo)中心的位置并操縱云臺隨動，在光電系統(tǒng)的中心軸與目標(biāo)中心再次重合后進(jìn)行測距；不斷重復(fù)上述步驟，即可得到目標(biāo)的實(shí)時距離。
[0014]中央處理器通過控制云臺轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的再一次重合；不斷重復(fù)這一步驟，實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)的精確跟蹤測距。
[0015]本發(fā)明有益效果是:引入自動目標(biāo)識別技術(shù)，利用紅外熱像儀實(shí)現(xiàn)對動態(tài)目標(biāo)的識別；先確定目標(biāo)在顯示界面的位置，然后根據(jù)顯示界面上目標(biāo)的位置通過相應(yīng)軟件控制云臺隨動使光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)重合，發(fā)送指令進(jìn)行測距，實(shí)現(xiàn)對動態(tài)目標(biāo)自動識別定位。該系統(tǒng)對目標(biāo)的跟蹤與定位有效性強(qiáng)、實(shí)時性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述的裝置的電連接關(guān)系示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述的測距系統(tǒng)的測距流程圖。
[0019]圖4為最初建立的坐標(biāo)系。
[0020]圖5為初始坐標(biāo)系以及光電系統(tǒng)中心與目標(biāo)中心重合時的坐標(biāo)系。
[0021]圖6為目標(biāo)的運(yùn)動軌跡示意圖。
[0022]圖7為目標(biāo)運(yùn)動過程中不斷地更新坐標(biāo)系的示意圖。
[0023]1-云臺，2-圖像采集模塊，3-激光測距儀，4-中央處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置，包括一個光電智能感知平臺、圖像采集模塊2以及中央處理器4;所述光電智能感知平臺包括一個內(nèi)設(shè)CPU的云臺I以及設(shè)置在云臺I上的激光測距儀3 ;所述圖像采集模塊2也設(shè)置在云臺I上；所述激光測距儀3的激光軸與圖像采集模塊2的圖像軸平行；所述云臺1、圖像采集模塊2以及激光測距儀3的信號輸出端均與中央處理器4的信號輸入端相連接；云臺1、圖像采集模塊2及激光測距儀3的信號輸入端與中央處理器4的信號輸出端相連接。
[0025]所述圖像采集模塊2包括紅外熱像儀以及與紅外熱像儀信號輸出端相連接的顯示器；所述紅外熱像儀的信號輸出端與中央處理器4的信號輸入端相連接；中央處理器4的信號輸出端與顯示器的信號輸入端相連接。
[0026]所述中央處理器4采用DSP微處理器。
[0027]一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置進(jìn)行測距的方法，包括以下步驟:(a)通過紅外熱像儀采集待測目標(biāo)的圖像，使目標(biāo)在顯示界面中的面積保持固定比例；中央處理器4在相應(yīng)軟件的支持下以顯示界面中心即由圖像采集模塊2和激光測距儀3組成的光電系統(tǒng)的中心為原點(diǎn)，在顯不界面建立該時刻的坐標(biāo)系XOY ； (b)設(shè)目標(biāo)中心在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為A[X(l，yJ，根據(jù)目標(biāo)中心與原點(diǎn)的距離確定云臺I運(yùn)動的俯仰角和偏航角，中央處理器4控制云臺I隨動,使光電系統(tǒng)的中心向目標(biāo)中心所在位置移動；(c)光電系統(tǒng)的中心經(jīng)過時間間隔At移動到[xa，ya];所述At為紅外熱像儀兩次采集信號的時間間隔；此時以光電系統(tǒng)的中心[Xa，ya]為原點(diǎn)建立新的坐標(biāo)系XaOYa,目標(biāo)中心在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為AJx1, yj ;設(shè)定一個閾值A(chǔ)r，如果目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心的間距小于等于Ar，則認(rèn)為光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心重合，此時光電系統(tǒng)將目標(biāo)瞄準(zhǔn)；如果目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心的間距大于Δι.，則認(rèn)為光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心不重合，中央處理器4根據(jù)顯示界面上原點(diǎn)與目標(biāo)中心的間距值控制云臺I繼續(xù)移動，并在經(jīng)歷一個Λ t后建立新的坐標(biāo)系并判斷光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心是否重合；不斷重復(fù)上述過程，直到目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心重合；(d)光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心重合后，中央處理器4向激光測距儀3發(fā)送測量距離的指令，激光測距儀3向目標(biāo)發(fā)出激光，測得的距離值傳輸至中央處理器4儲存。
[0028]還包括步驟(e):在光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心第一次重合并測距后，此時中央處理器4以目標(biāo)中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系X’O’Y’，在新的坐標(biāo)系下確定經(jīng)過Λ t時間間隔后目標(biāo)中心的位置并操縱云臺I隨動，在光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心再次重合后進(jìn)行測距；不斷重復(fù)上述步驟，即可得到目標(biāo)的實(shí)時距離。
[0029]步驟(b)中操縱云臺I隨動時，是先沿X軸移動，再沿Y軸移動的。
[0030]步驟(b)中操縱云臺I隨動時，是先沿Y軸移動，再沿X軸移動的。
[0031]如圖1所示，光電綜合智能感知平臺包括三部分:激光測距儀3、紅外熱像儀和云臺I。紅外熱像儀部分可解決在隱蔽、遮擋、夜晚及煙霧等條件下圖像采集的問題；激光測距儀解決對跟蹤到的目標(biāo)的距離測定的問題；根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動控制云臺隨動，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的實(shí)時跟蹤。紅外熱像儀與激光測距儀相結(jié)合既實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像采集，又可測定目標(biāo)的距離，同時通過云臺的隨動系統(tǒng)實(shí)時跟蹤目標(biāo)并獲得目標(biāo)運(yùn)動過程中各個時段的距離。中央處理器4可以連接一個主控模塊，主控模塊可以對中央處理器4進(jìn)行控制并發(fā)出指令。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明所述的測距裝置主要由兩部分組成，即圖像采集模塊和測距單元部分。其中測距單元主要由坐標(biāo)建立模塊、距離模塊、隨動系統(tǒng)模塊、測距模塊組成。圖像采集模塊采用的是基于光電綜合智能感知平臺的紅外熱像儀，其可以實(shí)現(xiàn)夜晚、煙霧以及些許遮擋等特殊條件下的圖像信息采集。在測距單元中，坐標(biāo)建立模塊的主要任務(wù)是在紅外熱像儀顯示界面建立坐標(biāo)系以標(biāo)測出目標(biāo)在顯示界面的坐標(biāo)值；距離模塊的主要任務(wù)是通過顯示界面上的坐標(biāo)值得到目標(biāo)與圖像中心也即光電系統(tǒng)中心的距離；隨動控制模塊的主要任務(wù)是根據(jù)距離值運(yùn)用算法指令控制云臺的俯仰偏航使光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)重合；測距模塊的主要任務(wù)是發(fā)送測距指令測定目標(biāo)的距離。圖像采集模塊與測距單元共同組成了測距系統(tǒng)。另外，決策單元中，數(shù)據(jù)傳輸模塊的主要任務(wù)是將目標(biāo)識別跟蹤結(jié)果以及距離的測量結(jié)果實(shí)時的傳給主控模塊；主控模塊的主要任務(wù)是對數(shù)據(jù)的結(jié)果進(jìn)行分析，給出下一步的動作指示。目標(biāo)識別跟蹤模塊主要任務(wù)是根據(jù)自動目標(biāo)識別算法對檢測到的目標(biāo)進(jìn)行識別，運(yùn)用運(yùn)動目標(biāo)跟蹤算法對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時跟蹤，為本發(fā)明的測距單元做準(zhǔn)備。
[0033]如圖3所示，本發(fā)明中測距流程如下:目標(biāo)識別跟蹤模塊選定目標(biāo)之后，測距系統(tǒng)啟動，通過變焦控制使目標(biāo)在畫面中的面積保持一定比例。如圖4所示，在顯示界面建立坐標(biāo)系Χ0Υ，坐標(biāo)原點(diǎn)0(0，O)即為光電系統(tǒng)的中心，假設(shè)目標(biāo)在界面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為A(x0, yd，根據(jù)目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心的距離，確定云臺運(yùn)動的方向及幅度。通過串口發(fā)送算法指令控制云臺隨動，由于目標(biāo)是運(yùn)動的，所以這個過程中需要不斷地對目標(biāo)的位置信息進(jìn)行更新，通過不斷地修正目標(biāo)與光電系統(tǒng)中心的距離，實(shí)現(xiàn)實(shí)時地調(diào)整云臺隨動控制的參數(shù)。在光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)重合后，即光電系統(tǒng)的中心瞄準(zhǔn)目標(biāo)以后控制系統(tǒng)依據(jù)激光測距儀的通訊協(xié)議發(fā)送測量距離的指令，返回的值即為目標(biāo)的距離值。最后，目標(biāo)的距離值將被傳至主控模塊，等待下一步動作的命令的下達(dá)。
[0034]如圖5所示,在初始坐標(biāo)系上坐標(biāo)原點(diǎn)為光電系統(tǒng)的中心所在的點(diǎn),在目標(biāo)運(yùn)動過程中，不斷地更新顯示界面的坐標(biāo)系，并對目標(biāo)的坐標(biāo)值與光電系統(tǒng)中心點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行更新、修正，最終達(dá)到光電系統(tǒng)中心與目標(biāo)完全重合，實(shí)現(xiàn)測距；對目標(biāo)進(jìn)行測距后，繼續(xù)進(jìn)行坐標(biāo)的更新修正，此時，目標(biāo)(目標(biāo)中心與圖像中心重合)變?yōu)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，在新的坐標(biāo)系X’O’Y’下確定下一時刻目標(biāo)的位置并控制云臺隨動，在光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)再次重合后進(jìn)行下一次的測距。在目標(biāo)運(yùn)動過程中，整個隨動、瞄準(zhǔn)的過程不斷進(jìn)行更新與修正，使得對目標(biāo)的測距更精準(zhǔn)。
[0035]如圖6所示，圖中為若系統(tǒng)沒有云臺隨動系統(tǒng)，在圖像采集系統(tǒng)是靜止的狀態(tài)下目標(biāo)在顯示界面可能的軌跡。圖7為在目標(biāo)運(yùn)動過程中，通過不斷地更新坐標(biāo)系，云臺隨動系統(tǒng)不斷調(diào)整方位及幅度所經(jīng)歷的過程，可以看出，在目標(biāo)從Atl到A3的過程中，光電系統(tǒng)中心軸(即坐標(biāo)原點(diǎn))與目標(biāo)的距離越來越接近，直到重合。
[0036]光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)重合的判斷:對于行人,光電系統(tǒng)的中心(即圖像中心)與人的中上部位(即腰以上部位)重合即可(光電系統(tǒng)的中心與人體腰部以上部位間距小于設(shè)定的閾值△ r);對于車輛，因?yàn)檐嚿泶嬖谛泵鏁沟眉す饷}沖信號很難被反射回接收鏡，從而導(dǎo)致測距的失敗，因此本發(fā)明中的光電系統(tǒng)的中心與車輛重合指的是光電系統(tǒng)的中心與車輛的中下部分重合(光電系統(tǒng)的 中心與車輛中下部分間距小于設(shè)定的閾值A(chǔ)r)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置，其特征在于，包括一個光電智能感知平臺、圖像采集模塊(2)以及中央處理器(4);所述光電智能感知平臺包括一個內(nèi)設(shè)CPU的云臺(I)以及設(shè)置在云臺(I)上的激光測距儀(3);所述圖像采集模塊(2)也設(shè)置在云臺(I)上；所述激光測距儀(3)的激光軸與圖像采集模塊(2)的圖像軸平行；所述云臺(I)、圖像采集模塊(2)以及激光測距儀(3)的信號輸出端均與中央處理器(4)的信號輸入端相連接；云臺(I)、圖像采集模塊(2)及激光測距儀(3)的信號輸入端與中央處理器(4)的信號輸出端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置，其特征在于，所述圖像采集模塊(2)包括紅外熱像儀以及顯示器；所述紅外熱像儀的信號輸出端與中央處理器(4)的信號輸入端相連接；中央處理器(4)的信號輸出端與顯示器的信號輸入端相連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置，其特征在于，所述中央處理器(4)采用DSP微處理器。
4.一種使用如權(quán)利要求2所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距裝置進(jìn)行測距的方法，其特征在于，包括以下步驟:(a)通過紅外熱像儀采集待測目標(biāo)的圖像，使目標(biāo)在顯示界面中的面積保持固定比例；中央處理器(4)在相應(yīng)軟件的支持下以顯示界面中心即由圖像采集模塊(2)和激光測距儀(3)組成的光電系統(tǒng)的中心為原點(diǎn)，在顯示界面建立該時刻的坐標(biāo)系XOY ； (b)設(shè)目標(biāo)中心在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為A[X(I，yj，根據(jù)目標(biāo)中心與原點(diǎn)的距離確定云臺(I)運(yùn)動的俯仰角和偏航角，中央處理器(4)控制云臺(I)隨動，使光電系統(tǒng)的中心向目標(biāo)中心 所在位置移動；(c)光電系統(tǒng)的中心經(jīng)過時間間隔Λ t移動到[xa，ya];所述At為紅外熱像儀兩次采集信號的時間間隔；此時以光電系統(tǒng)的中心[xa，ya]為原點(diǎn)建立新的坐標(biāo)系XaOYa,目標(biāo)中心在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為A1Iix1, yj ;設(shè)定一個閾值A(chǔ)r，如果目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心的間距小于等于Ar，則認(rèn)為光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心重合，此時光電系統(tǒng)將目標(biāo)瞄準(zhǔn)；如果目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心的間距大于Ar，則認(rèn)為光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心不重合，中央處理器(4)根據(jù)顯示界面上原點(diǎn)與目標(biāo)中心的間距值控制云臺(I)繼續(xù)移動，并在經(jīng)歷一個At后建立新的坐標(biāo)系并判斷光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心是否重合；不斷重復(fù)上述過程,直到目標(biāo)中心與光電系統(tǒng)的中心重合；(d)光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心重合后，中央處理器(4)向激光測距儀(3)發(fā)送測量距離的指令，激光測距儀(3)向目標(biāo)發(fā)出激光，測得的距離值傳輸至中央處理器(4)儲存。
5.如權(quán)利要求4所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距方法，其特征在于，還包括步驟(e):在光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心第一次重合并測距后，此時中央處理器(4)以目標(biāo)中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系V O’ Y’，在新的坐標(biāo)系下確定經(jīng)過Λ t時間間隔后目標(biāo)中心的位置并操縱云臺(I)隨動，在光電系統(tǒng)的中心與目標(biāo)中心再次重合后進(jìn)行測距；不斷重復(fù)上述步驟，即可得到目標(biāo)的實(shí)時距離。
6.如權(quán)利要求4或5所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距方法，其特征在于，步驟(b)中操縱云臺(I)隨動時，是先沿X軸移動，再沿Y軸移動的。
7.如權(quán)利要求5所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距方法，其特征在于，步驟(e)中操縱云臺(I)隨動時，是先沿X軸移動，再沿Y軸移動的。
8.如權(quán)利要求4或5所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距方法，其特征在于，步驟(b)中操縱云臺(I)隨動時，是先沿Y軸移動，再沿X軸移動的。
9.如權(quán)利要求5所述的基于光電智能感知平臺目標(biāo)跟蹤識別的測距方法，其特征在于，步驟(e)中操縱云臺(I)隨動時，是先沿Y軸移動，再沿X軸移動的。
【文檔編號】G01S7/48GK103777204SQ201410009893
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】楊衛(wèi), 張文棟, 熊繼軍, 白曉方, 金曉會, 劉前進(jìn), 徐勝, 趙迪, 侯爽, 王寶祥, 王淑平 申請人:中北大學(xué)