一種基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于仿生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在所有的動物中，鷹眼獲取視場信息的敏銳程度名列前茅。即便是翱翔在三四千米高空的鷹眼，雙眼也能迅速從復(fù)雜動態(tài)背景中撲捉目標(biāo)信息。鷹眼具有獨特的視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主要特點是鷹眼的晶狀體偏平，且視網(wǎng)膜從遠距離接收光線。因此感光系統(tǒng)焦距較長，且能夠進行長短焦距的轉(zhuǎn)換，這使得其對于目標(biāo)特征的靈敏度進一步增強。
[0003]另外，鷹眼的視網(wǎng)膜上具有2個中央凹，中央凹的分辨能力最強，能夠產(chǎn)生最清晰的視覺。越往視網(wǎng)膜外周，相應(yīng)細胞的分辨能力越低。對比敏感度反映了視覺系統(tǒng)區(qū)分細微明暗線條和它們邊緣的能力，對比敏感度值越大，區(qū)分能力越強。在飛行過程中，鷹眼能夠基于亮度、對比度、紋理等特征之間的差異區(qū)分地面目標(biāo)和背景，對圖像信息進行特征提取和選擇，包括顏色、方向、運動、紋理等多種初級特征的處理過程都在離頂蓋通路中完成。鷹在觀察時，與周邊區(qū)域相比具有更強對比度的區(qū)域更容易引起視覺系統(tǒng)的注意，而圖像中對比度較弱的部分一般會被忽略。因此可以將像素的對比度作為顯著信息，在進行亮度對比度計算時，以每個像素為中心構(gòu)建窗口，因此能夠快速撲捉視覺范圍內(nèi)的關(guān)注目標(biāo)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，如授權(quán)公告號為CN102291569B的專利文件公開了一種雙攝像機自動協(xié)同多目標(biāo)鷹眼觀測系統(tǒng)及其觀測方法，包括硬件平臺、廣角攝像機、PTZ攝像機，處理器和多通道視頻采集卡。廣角攝像機和PTZ攝像機位于所述的硬件平臺上且位置相對固定不變，PTZ攝像機連接處理器，多通道視頻采集卡采集廣角攝像機和PTZ攝像機的圖像并傳輸給處理器進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果對PTZ攝像機實現(xiàn)在線協(xié)同控制。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的仿鷹眼機構(gòu)，雖然采用了雙攝像機模擬雙目視覺，但是，對于位置不斷變化的目標(biāo)，成像效果不佳，采集到的成像不清楚的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置對于位置不斷變化的目標(biāo)成像效果不佳的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案包括:
[0008]—種基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，包括微控制器，左、右攝像頭，左、右攝像頭的正前方分別設(shè)置有左、右聚焦凸透鏡；微控制器采樣連接所述左、右攝像頭；所述聚焦凸透鏡設(shè)置在調(diào)焦裝置上；所述左、右攝像頭的中心線分別與對應(yīng)的聚焦凸透鏡的聚焦軸共線；所述微控制器分別控制連接左、右電機；所述左、右電機分別通過傳動機構(gòu)傳動連接左、右聚焦凸透鏡；所述傳動機構(gòu)為用于帶動聚焦凸透鏡沿聚焦軸前后移動的傳動機構(gòu)。
[0009]所述關(guān)注目標(biāo)搜索裝置還包括用于測量目標(biāo)距離的測距裝置，所述微控制器采樣連接測距裝置。
[0010]所述調(diào)焦裝置包括一個支架，支架上設(shè)有用于對應(yīng)左、右聚焦凸透鏡的移動槽；所述移動槽的開設(shè)方向沿聚焦凸透鏡的聚焦軸方向，所述聚焦凸透鏡分別設(shè)置在左、右凸透鏡移動槽上。
[0011 ] 所述測距裝置是微波測距裝置。
[0012]所述左、右電機是伺服控制電機。
[0013]所述左、右攝像頭是CXD攝像頭。
[0014]本實用新型的有益效果是:通過仿真鷹眼的關(guān)注目標(biāo)搜索過程，采用固定在關(guān)注目標(biāo)搜索裝置前端的兩個攝像頭，模仿鷹眼的圖像接收器，同時，通過設(shè)置高速可調(diào)聚焦系統(tǒng)，能夠適時調(diào)整凸透鏡位置，保障成像質(zhì)量，并且使得系統(tǒng)的中心分辨率快速提高，為圖像視覺編碼提供了可靠的數(shù)據(jù)源。
[0015]進一步的，增加測距裝置，使得關(guān)注目標(biāo)搜索裝置能夠根據(jù)目標(biāo)距離實時計算、調(diào)整凸透鏡位置，實現(xiàn)清晰快速成像。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型實施例的原理結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0018]本實用新型實施例的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置包括目標(biāo)距離探測雷達、可調(diào)聚焦系統(tǒng)、視場圖像采集系統(tǒng)和微控制器。
[0019]目標(biāo)距離探測雷達采用微波測距雷達10，能夠為聚焦系統(tǒng)提供可靠的成像聚焦；目標(biāo)距離探測雷達采用微波測距原理，可以探測100米范圍內(nèi)的目標(biāo)。采用標(biāo)準(zhǔn)的10.525GHz微波多普勒雷達探測器，探測性能具有如下優(yōu)點:1、探測距離遠；2、不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響，適合惡劣環(huán)境；3、抗射頻干擾能力強；4、輸出功率僅有5mW，對人體構(gòu)不成危害；5、探測距離遠。
[0020]可調(diào)聚焦系統(tǒng)包括聚焦凸透鏡8、9，固定聚焦凸透鏡槽4、5和伺服電機1、2，可調(diào)聚焦系統(tǒng)根據(jù)微波測距雷達所測得的目標(biāo)距離，通過伺服控制系統(tǒng)自動調(diào)整凸透鏡的前后移動，使目標(biāo)成像清晰。
[0021]視場圖像采集系統(tǒng)包括兩個CCD攝像頭11、12，兩個攝像頭在微控制器的控制下實時采集目標(biāo)的成像；微控制器采用ARM CortextAS型芯片作為系統(tǒng)的總控制器，該處理器是ARM的第一款超標(biāo)量處理器，具有提高代碼密度和性能的技術(shù)。
[0022]其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，微控制器通過左視路信號采集和右視路信號采集分別連接左CXD攝像頭11和右CXD攝像頭12 ;左CXD攝像頭11和右CXD攝像頭12的正前方分別設(shè)置有聚焦凸透鏡8、9，左C⑶攝像頭11和右CXD攝像頭12的中心線分別和聚焦凸透鏡8、9的凸透鏡聚焦軸7、6共線；聚焦凸透鏡8、9分別連接左伺服控制電機和右伺服控制電機；左、右伺服控制電機用于帶動聚焦凸透鏡8、9在對應(yīng)的凸透鏡移動槽4、5內(nèi)移動。微控制器通過搜索目標(biāo)距離采集連接微波測距雷達10，微控制器還通過視覺注意力聚焦?fàn)顟B(tài)信號反饋連接左伺服控制電機和右伺服控制電機。
[0023]當(dāng)關(guān)注目標(biāo)搜索裝置搜索目標(biāo)時，關(guān)注目標(biāo)搜索裝置通過微波測距雷達10能夠快速的測量目標(biāo)距離，微控制器處理目標(biāo)距離信息并計算出聚焦凸透鏡8、9對應(yīng)的移動距離，并通過視覺注意力聚焦?fàn)顟B(tài)信號反饋給左、右伺服控制電機，在伺服電機的帶動下聚焦凸透鏡8、9分別沿凸透鏡移動槽4、5前后移動，通過調(diào)整聚焦凸透鏡8、9的位置，使得左CXD攝像頭11和右CXD攝像頭12的目標(biāo)成像清晰。并且，通過微波測距雷達10實時地測量目標(biāo)距離，實時調(diào)整聚焦凸透鏡8、9的位置，保障目標(biāo)成像始終清晰。
[0024]由于視覺系統(tǒng)的影響，視覺刺激的等級不是由圖像絕對灰度值，而是由相對灰度值決定的。因此，電子點陣式智能盲人圖像處理裝置可以借鑒該工作原理。將本實用新型實施例的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置通過固定在盲人頭盔上的圖像采集裝置，在微控制器的控制下，調(diào)整兩個攝像頭前端的聚焦凸透鏡前后移動，使關(guān)注目標(biāo)成像清晰，然后微控制器將根據(jù)目標(biāo)的邊沿和紋理特征，處理采集到的視頻信息，并根據(jù)盲人圖像觸覺像素模板，對目標(biāo)像素進行編碼，形成電流刺激的像素信息，使盲人通過電流刺激可以辨識目標(biāo)。
[0025]在上述實施例中，所述關(guān)注目標(biāo)搜索裝置包括用于測量目標(biāo)距離的測距裝置，所述微控制器連接測距裝置，通過實時測距反饋調(diào)焦，保證成像清晰。作為其他實施方式，所述關(guān)注目標(biāo)搜索裝置不設(shè)置測距裝置，直接通過現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)焦算法進行焦距調(diào)整，控制透鏡的移動。比如，通過判斷識別成像清晰度來進行自動調(diào)焦的算法。
[0026]在上述實施例中，所述聚焦裝置包括一個支架，支架上設(shè)有用于對應(yīng)左、右聚焦凸透鏡8、9的凸透鏡移動槽4、5 ;所述移動槽的開設(shè)方向沿聚焦凸透鏡的聚焦軸方向，所述聚焦凸透鏡8、9分別設(shè)置在凸透鏡移動槽4、5上，用于實現(xiàn)左CXD攝像頭11和右CXD攝像頭12的前后移動。作為其他實施方式，所述聚焦裝置是傳動裝置，所述左CCD攝像頭11和右CCD攝像頭12分別設(shè)置在傳動裝置上，通過左、右伺服控制電機分別都帶動傳動裝置運動，進而帶動左CXD攝像頭11和右CXD攝像頭12前后移動。
[0027]在上述實施例中，所述左攝像頭和右攝像頭是CCD攝像頭；作為其他實施方式，所述左、右攝像頭是其他類型的攝像頭。
[0028]在上述實施例中，所述測距裝置是微波測距雷達；作為其他實施方式，所述測距裝置是超聲波測距雷達等其它類型的雷達。
[0029]在上述實施例中，所述左、右電機是伺服控制電機；作為其他實施方式，所述左、右電機是步進電機等其他類型的電機。
【主權(quán)項】
1.一種基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，其特征在于:包括微控制器，左、右攝像頭，左、右攝像頭的正前方分別設(shè)置有左、右聚焦凸透鏡；微控制器采樣連接所述左、右攝像頭；所述聚焦凸透鏡設(shè)置在調(diào)焦裝置上；所述左、右攝像頭的中心線分別與對應(yīng)的聚焦凸透鏡的聚焦軸共線；所述微控制器分別控制連接左、右電機；所述左、右電機分別通過傳動機構(gòu)傳動連接左、右聚焦凸透鏡；所述傳動機構(gòu)為用于帶動聚焦凸透鏡沿聚焦軸前后移動的傳動機構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，其特征在于:所述關(guān)注目標(biāo)搜索裝置還包括用于測量目標(biāo)距離的測距裝置，所述微控制器采樣連接測距裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，其特征在于:所述調(diào)焦裝置包括一個支架，支架上設(shè)有用于對應(yīng)左、右聚焦凸透鏡的移動槽；所述移動槽的開設(shè)方向沿聚焦凸透鏡的聚焦軸方向，所述聚焦凸透鏡分別設(shè)置在左、右凸透鏡移動槽上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，其特征在于:所述測距裝置是微波測距裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，其特征在于:所述左、右電機是伺服控制電機。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，其特征在于:所述左、右攝像頭是C⑶攝像頭。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于仿鷹眼視覺的關(guān)注目標(biāo)搜索裝置，包括微控制器，左、右攝像頭，左、右攝像頭的正前方分別設(shè)置有左、右聚焦凸透鏡；微控制器采樣連接所述左、右攝像頭；所述聚焦凸透鏡設(shè)置在調(diào)焦裝置上；所述微控制器分別控制連接左、右電機；所述左、右電機分別通過傳動機構(gòu)傳動連接左、右聚焦凸透鏡；所述傳動機構(gòu)為用于帶動聚焦凸透鏡沿聚焦軸前后移動的傳動機構(gòu)。通過仿真鷹眼的關(guān)注目標(biāo)搜索過程，采用固定在關(guān)注目標(biāo)搜索裝置前端的兩個攝像頭，模仿鷹眼的圖像接收器，同時，通過設(shè)置高速可調(diào)聚焦系統(tǒng)，能夠適時調(diào)整凸透鏡位置，保障成像質(zhì)量，并且使得系統(tǒng)的中心分辨率快速提高，為圖像視覺編碼提供了可靠的數(shù)據(jù)源。
【IPC分類】H04N5/232, G06T7/20, H04N7/18
【公開號】CN204929083
【申請?zhí)枴緾N201520671921
【發(fā)明人】張慶輝, 張東林, 金廣鋒, 祝志遠
【申請人】河南工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月1日