[发明专利]一种非三维成像双目视觉红外图像目标跟踪装置与方法

说明书

本发明一种非三维成像双目视觉红外图像目标跟踪装置与方法属于图像处理、目标跟踪技术领域。该装置包括沿光线传播方向依次设置的准直镜和半反半透镜，还包括设置在半反半透镜透射光路上的第一成像物镜和第一图像传感器，第一图像传感器的像面与第一成像物镜的焦平面重合；还包括设置在半反半透镜反射光路上的反射棱镜、第二成像物镜和第二图像传感器，第二图像传感器的像面与第二成像物镜的焦平面重合；第一图像传感器能够旋转；该方法首先利用第二图像传感器判断目标是否转动，在无转动的情况下，通过第一图像传感器获得的两个参数，来判断目标是否沿或垂直半径方向存在运动；本发明能够对非转动目标的二维运动方向进行识别，用于实现目标跟踪。

技术领域

一种非三维成像双目视觉红外图像目标跟踪装置与方法属于图像处理、目标跟踪技术领域。

背景技术

视觉目标跟踪是计算机视觉中的一个重要研究方向，在视频监控，人机交互，无人驾驶等领域有着广泛的应用。

过去二三十年，机器视觉目标跟踪技术取得了长足的进步，特别是最近两年利用深度学习的目标跟踪方法取得了令人满意的效果，使目标跟踪技术获得了突破性的进展。

然而，运动目标跟踪是一个极具挑战性的任务，因为对于运动目标而言，其运动的场景非常复杂并且经常发生变化，或是目标本身也会不断变化。那么如何在复杂场景中识别并跟踪不断变化的目标就成为一个挑战性的任务，在目标跟踪过程中，遮挡、形变、背景杂斑、尺度变换等都会影响目标跟踪，除此之外，光照、低分辨率、运动模糊、超出视野、旋转等因素也都会给目标跟踪带来困难。

对于军事目标的跟踪，例如在空旷的陆地上跟踪目标车辆，在海上跟踪舰船，具有重要的战略意义，往往利用目标温度异于背景的特性，跟踪这类目标往往采用红外图像，这样可以有效避免遮挡、背景杂斑等影响因素。

然而，目标在水平面内仍然会存在二维运动以及转动。由于我们仅关心军事目标的坐标，因此如何在转动影响下，获取目标的二位运动，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述技术需求，本发明公开了一种非三维成像双目视觉红外图像目标跟踪装置与方法，同时还公开了一种双目视觉支架和目标转体判断方法，在目标在水平面内即存在二维运动又存在转体的时候，对目标二维运动方向进行判断。

本发明的目的是这样实现的：

一种非三维成像双目视觉红外图像目标跟踪装置，包括沿光线传播方向依次设置的准直镜和半反半透镜，还包括设置在半反半透镜透射光路上的第一成像物镜和第一图像传感器，所述第一图像传感器的像面与第一成像物镜的焦平面重合；还包括设置在半反半透镜反射光路上的反射棱镜、第二成像物镜和第二图像传感器，所述第二图像传感器的像面与第二成像物镜的焦平面重合；所述第一图像传感器能够以竖直方向为轴匀速旋转。

一种双目视觉支架，包括从上到下依次水平设置的上板和下板，所述上板和下板两侧通过连接杆连接，上板的顶部固定安装有第二图像传感器，下板上设置有通孔，在所述通孔内设置有与通孔过盈配合安装的轴承，所述轴承内圈过盈配合安装有转轴，所述转轴的下方通过联轴器连接电机，转轴的上方通过螺纹安装第一图像传感器；电机匀速旋转，带动转轴匀速旋转，进而带动第一图像传感器以竖直方向为轴匀速旋转。

一种非三维成像双目视觉红外图像目标跟踪方法，要求第一图像传感器在以竖直方向为轴匀速旋转条件下成像，转动角速度为ω；第二图像传感器在固定不动条件下成像；包括以下步骤：

步骤a、利用第二图像传感器来判断目标是否存在转体，如果：

是，返回步骤a；

否，进入步骤b；