[发明专利]3-3-2空间信息转换新模式的仿生复眼运动目标检测

说明书

技术领域

本发明涉及一种运动目标检测方法，特别是关于一种开拓了遥感信息时间分辨率应用新领域，且适用在野外环境中捕获、识别运动目标的3-3-2空间信息转换新模式的仿生复眼运动目标检测。

背景技术

现有的通过单个高分辨率镜头采集图像进行运动目标检测的方法，受到成像传感器和平面图像表达的约束，一般需要先将实际空间的3维信息转变为2维信息检测出运动目标，然后在计算机上进行图像处理再现运动目标的3维信息，通常将这个过程定义为3-2-3的信息转换模式。3-2-3信息转换模式不仅受硬件约束，而且计算量大，实时性也比较差，在3维对象到2维图像的转换过程中会丢失大量的细节信息，使得检测的准确率大大减低，且在2维图像到3维重建的过程中又会增加许多冗余数据，既没有实际意义又造成数据量的急剧增长，特别是通过转换模型实现3-2-3信息转换的两次变维数的数据转换，必然会产生模型误差。为了不使模型误差影响高频细节特征信息，只能用更多的冗余信息，把模型误差全部保留下来，这种保留高频细节的无损压缩方法，几乎进入技术无法发力的死胡同。更严重的是，如果观测对象与观测载体之间有相对运动，那么运动目标捕获与识别时的数据冗余在上述基础上将更大，实时识别与监测就更加困难，这也是遥感信息的高时间分辨率难以技术实现的瓶颈所在。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种实时性好、检测效率高、检测速度快、所需检测数据量小的运动目标检测方法，此方法是一种全新的3-3-2空间信息转换新模式的仿生复眼运动目标检测，填补了遥感领域时间分辨率应用的技术空白。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种3-3-2空间信息转换新模式的仿生复眼运动目标检测，包括以下步骤：①设置包括有多个低分辨摄像头和一个高分辨摄像头组合成球面的仿生复眼同步成像装置，所述仿生复眼同步成像装置还包括有控制系统，所述控制系统包括有DSP主控制核心单元、FPGA逻辑控制单元和图像处理单元，所述图像处理单元包括轮廓检测算法、匹配重建算法和稳像算法；②将所述仿生复眼同步成像装置放置在观察载体上，所述观察载体携带所述仿生复眼同步成像装置对野外环境中的运动目标进行初步位置检测；③所述DSP主控制核心单元对所述高分辨率和低分辨率摄像头分别进行标号，同时记录所述低分辨摄像头中所有相邻两个低分辨摄像头的初始位置；④开始捕获运动目标时，DSP主控制核心单元发送信号到FPGA逻辑控制单元，FPGA逻辑控制单元发送控制信号控制所有低分辨率摄像头对野外环境中的运动目标进行初步位置检测，并将采集的数据发送到图像处理单元，图像处理单元通过匹配获得运动目标的三维轮廓点云；⑤根据低分辨摄像头采集的数据所反馈的位置控制高分辨率摄像头的拍摄位置，并采用高分辨率摄像头对运动目标位置进行精确提取并进行稳像算法处理，得到清晰的运动目标。

所述步骤⑤的具体过程为：所述DSP主控制核心单元将拍摄到运动目标初始数据的两相邻低分辨摄像头的初始位置发送到FPGA逻辑控制单元，FPGA逻辑控制单元控制高分辨率摄像头旋转至所述初始位置，同时FPGA逻辑控制单元发送控制信号控制高分辨率的摄像头实时拍摄运动目标完成运动目标的凝视成像，并将采集的数据发送到图像处理单元处理后得到运动目标的清晰二维图像。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、采用本发明的仿生复眼运动目标检测方法对野外环境中的目标进行识别时，首先采用多个低分辨率的摄像头对运动目标的三维轮廓进行初步检测，初步锁定运动目标后利用高分辨相机通过二维凝视的方式精确识别运动目标，通过这种变分辨的数据采集方式不仅可以有效降低数据量，提高检测效率，而且还可以解决视场、分辨率和实时性的矛盾问题。2、本发明基于仿生昆虫复眼检测机理对运动目标进行检测方法，不但可以成数量级地减少三维数据的冗余，使信息量的指数量降低、空间信息维数的减少，而且可以在短时间内迅速捕获运动目标，有效避免了3-2-3转换模式带来的信息处理瓶颈问题。本发明可以广泛用于各种运动目标捕获与检测过程中。

附图说明

图1是本发明的昆虫复眼检测运动目标的原理分解图；

图2是本发明的仿生复眼检测功能的物理实现分级图；

图3是本发明的仿生复眼同步成像装置结构示意图；

图4是本发明3-3-2数据获取方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。