[发明专利]基于机械稳像和电子稳像的稳像方法及复合式稳像系统

摘要

本发明公开了一种基于机械稳像和电子稳像的稳像方法及复合式稳像系统，采用基于MPU6050运动传感器与步进电机的机械稳像系统，将摄像机偏转角度控制在5°以内；然后采用基于分块灰度投影的电子稳像方法，通过中位数筛选法进行全局运动估计，去除帧间小幅高频抖动，实现精确稳像。本发明的装置包括MPU6050传感器模块、MSP430主控模块、电机控制模块以及电子稳像模块。本发明提供了一种可以适应摄像机大角度偏转以及复杂背景的满足运动平台成像系统需求的复合式稳像系统。

主权项

一种基于机械稳像和电子稳像的稳像方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一：系统进行初始化；步骤二：MPU6050运动传感器初始化；步骤三：分别从MEMS加速度计和MEMS陀螺仪上读取加速度和角速度；步骤四：采用四元数算法对MPU6050数据进行处理，得到欧拉角，由四元数和欧拉角之间的转换关系解算出摄像机的偏转角度，以此获取当前姿态；步骤五：如果当前姿态为原始姿态，则返回到步骤三，否则，进入下一步骤；步骤六：MSP430单片机按照解算出的偏转角度驱动步进电机进行反向补偿，将摄像机偏转幅度控制在5°以内；步骤七：将经上述步骤稳像后的视频图像划分为25块子区域，如果某子区域存在众多运动物体，则剔除该子区域；步骤八：以相邻两帧图像的前一帧作为参考帧，后一帧作为当前帧，将每一帧图像灰度化，分别求解水平、竖直两个方向的灰度投影；步骤九：将当前帧图像的行、列灰度值投影曲线与参考帧的行、列投影曲线分别作互相关计算，所得的两条相关曲线的唯一波谷值作为当前帧相对参考帧的水平和垂直方向的运动矢量；步骤十：对子区域的局部运动矢量采用中位数筛选法获取全局运动估计矢量；步骤十一：根据全局运动估计矢量获取反向补偿矢量，生成补偿帧。