[发明专利]一种运动目标位置检测方法

说明书

本发明公开了一种运动目标位置检测系统及方法。该方法包括：通过高斯拟合法标定多通道数据同步采集装置中子传感器单元的视轴；根据标定好子传感器单元视轴的所述多通道数据同步采集装置，基于信号加权的侧抑制神经网络算法，检测待测目标的运动角度以及运动距离；根据所述运动角度以及所述运动距离确定待测目标的位置。本发明利用传感器阵列中目标信号准高斯态，提出了传感器阵列视轴快速标定法；基于复眼视神经的侧抑制特性，结合加权算法，实现视觉传感器高时间分辨率下对环境目标运动参数的超分辨率角度定位与测距，从而能够快速准确的检测运动目标的位置。

技术领域

本发明涉及目标位置检测领域，特别是涉及一种运动目标位置检测方法。

背景技术

机器人的快速视觉导航与避障成为移动机器人的研究热点，其中未知环境下目标信息(尤其是空间位置信号)的快速获取与快速预判，是该研究的关键。复眼昆虫低空间分辨率、高时间分辨率以及近乎360°的大视场视野为该技术的研究提供了生物原型。

昆虫复眼的电生理学实验研究表明，(1)复眼眼部信号由视叶简单处理后直接传输给颈部和胸部神经节，构成视-控神经一体化机制，实现行为动作的快速执行，该种“低级信息处理模式”必定存在一种简化型的方式来实现复眼大视场下的高时间分辨率特性；(2)视动反应实验中，目标在生物复眼中的电信号表现为准高斯态；可根据高斯态分布的信号实现对目标的快速定位。

研究者常以光电传感器模拟复眼小眼，研究生物视神经网络电信号的快速处理模式，仿制相关视觉功能。褚金奎团队以沙蚁为原型，研制的光电二极管角度偏振导航系统，实现了机器人在自然环境下以太阳为基准的远场景的高实时、高精度的自我定位；Reichardt以绿甲虫为原型，提出了基于延迟算法相关的动目标运动检测器(ElementMovement Detector，简称EMD)，利用相邻光电传感器响应信号的波峰检测实现了对近场环境中单一目标在传感器视轴垂直方向目标运动速度、方向及位置的检测；Franchini等人采用基于EMD模型的光学反馈系统控制微小型飞行器实时角度切换，实现了对自身视轴垂直面内目标的快速连续跟踪和凝视。

以生物原型仿制的光电传感器型仿生复眼，在远场偏振光导航及近场视轴垂直面运动状态分析中取得了良好的成效；但近场EMD模型没有解决目标在视轴方向上距离的快速检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种运动目标位置检测方法，以实现仿生复眼视觉传感器在视轴方向对目标的位置的快速准确检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种运动目标位置检测系统，所述系统包括：目标运动装置、多通道数据同步采集装置、光学调节装置以及处理器；所述目标运动装置用于带动待测目标进行运动；所述多通道数据同步采集装置设置在所述光学调节装置上，所述多通道数据同步采集装置用于采集所述待测目标在运动过程中的运动数据；光学调节装置用于调节所述多通道数据同步采集装置的位置；所述处理器与所述多通道数据同步采集装置连接，所述处理器用于处理所述运动数据，确定所述待测目标的位置。

可选的，所述目标运动装置包括运动控制卡、驱动器、步进电机、同步轮同步带以及运动平台；所述运动平台用于放置所述待测目标；所述动控制卡、所述驱动器、所述步进电机、所述同步轮同步带以及所述运动平台依次连接；所述运动控制卡用于控制所述驱动器驱动所述步进电机转动，所述步进电机带动所述同步轮同步带转动，所述同步轮同步带用于带动运动平台运动。

可选的，所述多通道数据同步采集装置包括数据采集卡、信号处理模块以及环形传感器阵列；所述信号处理模块同轴设置于所述环形传感器阵列的正上方，所述信号处理模块与所述传感器阵列通过短距电缆连接，环形传感器阵列用于将所述待测目标目标的光信号转换为电信号，所述信号处理模块与所述环形传感器阵列连接，用于对所述电信号进行抗噪、稳定和放大处理，所述数据采集卡与所述信号处理模块以及所述处理器连接，用于将处理后的电信号发送至所述处理器。