增益，a為半規(guī)管與前庭神經(jīng)核間的增益，ai為外展神經(jīng)核與動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù)增益，曰2為 外展神經(jīng)核與對(duì)側(cè)動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù)增益，03為外展神經(jīng)核與對(duì)側(cè)動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù) 增益，e耳石器管與前庭神經(jīng)核間的增益，&為外展神經(jīng)核與前庭神經(jīng)核間的常數(shù)增益，防為 對(duì)側(cè)前庭器官與外展神經(jīng)核間的增益，gn為內(nèi)直肌的常數(shù)增益，gi為外直肌的常數(shù)增益，m為 平移前庭動(dòng)眼反射在神經(jīng)積分器中的增益，n為旋轉(zhuǎn)前庭動(dòng)眼反射在神經(jīng)積分器中的增益。
[0051] 本發(fā)明的有益效果為：
[0052] 1、通過兩臺(tái)攝像機(jī)分別模擬人的左眼和右眼，根據(jù)仿生眼眼球前庭動(dòng)眼反射，當(dāng) 攝像機(jī)發(fā)生旋轉(zhuǎn)與平移的時(shí)候，兩攝像機(jī)可W實(shí)時(shí)自主地調(diào)節(jié)，從而使被測目標(biāo)圖像穩(wěn)定， 獲得=維深度信息；
[0053] 2、通過FPGA來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)像算法，根據(jù)控制指令控制兩攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩攝像機(jī) 拍攝圖像的穩(wěn)像，穩(wěn)定性好，消除攝像機(jī)由于本身旋轉(zhuǎn)或者平移帶來的視覺誤差；
[0054] 3、通過FPGA對(duì)前帖圖像、后帖圖像進(jìn)行并行匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)，提高了效率、耗時(shí)少、 實(shí)時(shí)性好。
【附圖說明】
[0055] 圖1為內(nèi)耳前庭解剖圖；
[0056] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的基于前庭反射機(jī)理的仿生電子穩(wěn)像方法所采用的穩(wěn)像 算法模型；
[0057] 圖3為圖2的簡化模型；
[0058] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的基于前庭反射機(jī)理的仿生電子穩(wěn)像方法的流程示意 圖；
[0059] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述的基于前庭反射機(jī)理的仿生電子穩(wěn)像裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖6為步驟5中的匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的具體步驟的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0061] 實(shí)施例1，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種基于前庭反射機(jī)理的仿生電子穩(wěn)像方 法，該方法包括：
[0062] 步驟1，采用的雙目視覺系統(tǒng)模擬人眼的眼球雙目前庭動(dòng)眼反射，第一攝像機(jī)模擬 左眼的前庭動(dòng)眼反射，第二攝像機(jī)模擬右眼的前庭動(dòng)眼反射；
[0063] 步驟2，第一電機(jī)與第一攝像機(jī)連接，F(xiàn)PGA板卡測量第一電機(jī)的電流突變，得到第 一攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)加速度，第二電機(jī)與第二攝像機(jī)連接，F(xiàn)PGA板卡測量第二電機(jī)的電流突變， 得到第二攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)加速度；
[0064] 步驟3,第一應(yīng)變片力傳感器與第一攝像機(jī)連接，F(xiàn)PGA板卡測量第一應(yīng)變片力傳感 器的應(yīng)變，得到第一攝像機(jī)的平移加速度，第二應(yīng)變片力傳感器與第二攝像機(jī)連接，F(xiàn)PGA板 卡測量第二應(yīng)變片力傳感器的應(yīng)變，得到第二攝像機(jī)的平移加速度；
[0065] 步驟4,將步驟2中得到的旋轉(zhuǎn)加速度和步驟3中得到的平移加速度作為運(yùn)動(dòng)反饋 量反饋給穩(wěn)像決策單元；
[0066] 步驟5，F(xiàn)PGA板卡對(duì)第一攝像機(jī)拍攝的圖像的前帖圖像、后帖圖像進(jìn)行匹配運(yùn)動(dòng)估 計(jì)，同時(shí)，F(xiàn)PGA板卡對(duì)第二攝像機(jī)拍攝的圖像的前帖圖像、后帖圖像進(jìn)行匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)， FPGA板卡把匹配運(yùn)動(dòng)結(jié)果反饋給穩(wěn)像決策單元；
[0067] 步驟6,穩(wěn)像決策單元根據(jù)步驟4得到的運(yùn)動(dòng)反饋量和步驟5得到的匹配運(yùn)動(dòng)結(jié)果 反饋結(jié)果，通過穩(wěn)像算法，得到第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)所需旋轉(zhuǎn)的速度和方向， 同時(shí)將得到的所需旋轉(zhuǎn)的速度和方向發(fā)送給伺服控制單元，控制第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī) 的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)拍攝圖像的穩(wěn)像。
[0068] 其中，如圖6所示，步驟5中的匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的具體步驟為：
[0069] 步驟SI,對(duì)第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)拍攝的圖像，提取SIFT特征，進(jìn)行特征點(diǎn)匹 配；
[0070] 步驟S2,利用視差原理計(jì)算特征點(diǎn)的=維坐標(biāo)；
[0071] 步驟S3,匹配第一攝像機(jī)拍攝的圖像的前帖圖像、后帖圖像的SIFT特性，匹配第二 攝像機(jī)拍攝的圖像的前帖圖像、后帖圖像的SIFT特征，轉(zhuǎn)換所有SIFT特征得到同組特征點(diǎn) 帖間的運(yùn)動(dòng)=維坐標(biāo)變化，通過最小二乘法求解特征點(diǎn)方程，得到旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量。
[0072] 如圖2所示，為本實(shí)施例所采用的穩(wěn)像算法模型，圖3為圖2簡化后的模型。根據(jù)圖 3所示，穩(wěn)像算法采用的算法模型為：
[0081] Hang表示所述第一攝像機(jī)和所述第二攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)的角度，表示所述第一攝像 機(jī)和所述第二攝像機(jī)平移的加速度，El表示所述第一攝像機(jī)的輸出，Er表示所述第二攝像機(jī) 的輸出；
[0082] 其中，C(S)為半規(guī)管的傳遞函數(shù)，Tc為半規(guī)管的時(shí)間常數(shù)，N(S)為神經(jīng)積分器的傳 遞函數(shù)，Tv為神經(jīng)積分器的時(shí)間常數(shù)，O(S)為耳石器官的傳遞函數(shù)，Td為耳石器官的時(shí)間常 數(shù)，P(S)為眼球運(yùn)動(dòng)裝置的傳遞函數(shù)，Te為眼球運(yùn)動(dòng)裝置的時(shí)間常數(shù)，Ke為眼球運(yùn)動(dòng)裝置的 增益，Cl為半規(guī)管與前庭神經(jīng)核間的增益，Ql為外展神經(jīng)核與動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù)增益，曰2為 外展神經(jīng)核與對(duì)側(cè)動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù)增益，〇3為外展神經(jīng)核與對(duì)側(cè)動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù) 增益，e耳石器管與前庭神經(jīng)核間的增益，&為外展神經(jīng)核與前庭神經(jīng)核間的常數(shù)增益，防為 對(duì)側(cè)前庭器官與外展神經(jīng)核間的增益，gn為內(nèi)直肌的常數(shù)增益，gi為外直肌的常數(shù)增益，m為 平移前庭動(dòng)眼反射在神經(jīng)積分器中的增益，n為旋轉(zhuǎn)前庭動(dòng)眼反射在神經(jīng)積分器中的增益。
[0083] 實(shí)施例2,如圖5所示，本發(fā)明還提供了一種基于前庭反射機(jī)理的仿生電子穩(wěn)像裝 置，包括：
[0084] 第一攝像機(jī)，其與第一電機(jī)連接，第一攝像機(jī)模擬左眼的前庭動(dòng)眼反射，第一電機(jī) 模擬第一攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
[0085] 第二攝像機(jī)，其與第二電機(jī)連接，第二攝像機(jī)模擬右眼的前庭動(dòng)眼反射，第二電機(jī) 模擬第二攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
[0086] 第一應(yīng)變片力傳感器，其與第一電機(jī)連接，第一應(yīng)變片力傳感器模擬第一攝像機(jī) 的平移運(yùn)動(dòng)；
[0087] 第二應(yīng)變片力傳感器，其與第二電機(jī)連接，第二應(yīng)變片力傳感器模擬第二攝像機(jī) 的平移運(yùn)動(dòng)；
[008引FPGA板卡，其與第一電機(jī)、第二電機(jī)、第一應(yīng)變片力傳感器、第二應(yīng)變片力傳感器 和穩(wěn)像決策單元連接，F(xiàn)PGA板卡測量第一電機(jī)和第二電機(jī)的電流突變，得到第一攝像機(jī)和 第二攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)加速度，F(xiàn)PGA板卡第一應(yīng)變片力傳感器和第二應(yīng)變片力傳感器的應(yīng)變， 得到第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)的平移加速度，F(xiàn)PGA板卡對(duì)第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)拍攝的 圖像的前帖圖像、后帖圖像進(jìn)行匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)，同時(shí)，F(xiàn)PGA板卡把匹配運(yùn)動(dòng)結(jié)果、旋轉(zhuǎn)加速 度和平移加速度反饋給穩(wěn)像決策單元；
[0089] 穩(wěn)像決策單元，其與FPGA板卡和伺服控制單元連接，穩(wěn)像決策單元接收匹配運(yùn)動(dòng) 結(jié)果、旋轉(zhuǎn)加速度和平移加速度，并根據(jù)穩(wěn)像算法，得到第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng) 所需旋轉(zhuǎn)的速度和方向，同時(shí)將得到的所需旋轉(zhuǎn)的速度和方向發(fā)送給伺服控制單元；
[0090] 伺服控制單元，其與穩(wěn)像決策單元、第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)連接，伺服控制單元 根據(jù)穩(wěn)像決策單元得到的旋轉(zhuǎn)的速度和方向，控制第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn) 第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)拍攝圖像的穩(wěn)像。
[0091 ]其中，F(xiàn)PGA板卡進(jìn)行匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法如圖6所示，具體包括：
[0092] 步驟SI,對(duì)第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)拍攝的圖像，提取SIFT特征，進(jìn)行特征點(diǎn)匹 配；
[0093] 步驟S2,利用視差原理計(jì)算特征點(diǎn)的=維坐標(biāo)；
[0094] 步驟S3,匹配第一攝像機(jī)拍攝的圖像的前帖圖像、后帖圖像的SIFT特性，匹配第二 攝像機(jī)拍攝的圖像的前帖圖像、后帖圖像的SIFT特征，轉(zhuǎn)換所有SIFT特征得到同組特征點(diǎn) 帖間的運(yùn)動(dòng)=維坐標(biāo)變化，通過最小二乘法求解特征點(diǎn)方程，得到旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量。
[0095] 如圖2所示，為本實(shí)施例所采用的穩(wěn)像算法模型，圖3為圖2簡化后的模型。根據(jù)圖3 所示，穩(wěn)像決策單元采用的穩(wěn)像算法的算法模型為：

[0104] Hang表示所述第一攝像機(jī)和所述第二攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)的角度，備，表示所述第一攝像 機(jī)和所述第二攝像機(jī)平移的加速度，El表示所述第一攝像機(jī)的輸出，Er表示所述第二攝像機(jī) 的輸出；
[0105] 其中，C(S)為半規(guī)管的傳遞函數(shù)，Tc為半規(guī)管的時(shí)間常數(shù)，N(S)為神經(jīng)積分器的傳 遞函數(shù)，Tv為神經(jīng)積分器的時(shí)間常數(shù)，O(S)為耳石器官的傳遞函數(shù)，Td為耳石器官的時(shí)間常 數(shù)，P(S)為眼球運(yùn)動(dòng)裝置的傳遞函數(shù)，Te為眼球運(yùn)動(dòng)裝置的時(shí)間常數(shù)，Ke為眼球運(yùn)動(dòng)裝置的 增益，Cl為半規(guī)管與前庭神經(jīng)核間的增益，Ql為外展神經(jīng)核與動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù)增益，曰2為 外展神經(jīng)核與對(duì)側(cè)動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù)增益，03為外展神經(jīng)核與對(duì)側(cè)動(dòng)眼神經(jīng)核間的常數(shù) 增益，e耳石器管與前庭神經(jīng)核間的增益，&為外展神經(jīng)核與前庭神經(jīng)核間的常數(shù)增益，&為 對(duì)側(cè)前庭器官與外展神經(jīng)核間的增益，gn為內(nèi)直肌的常數(shù)增益，gi為外直肌的常數(shù)增益，m為 平移前庭動(dòng)眼反射在神經(jīng)積分器中的增益，n為旋轉(zhuǎn)前庭動(dòng)眼反射在神經(jīng)積分器中的增益。
[0106] W上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可W有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)