CN106969713A - 一种图像测距嵌入式***及其测距方法 - Google Patents

一种图像测距嵌入式***及其测距方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种图像测距嵌入式***，包括嵌入式处理器、摄像头、图像测距处理器和供电管理电路，所述嵌入式处理器的输出端通过以太网接口与网卡芯片的输入端信号连接，所述摄像头的输出端通过视频采集模块与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述供电管理电路的输出端与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述嵌入式处理器的输出端通过RS485接口与图像测距处理平台信号连接。本发明以主要支持两路摄像头输入、LED显示和以太网等功能，最终实现目标测距。本发明实现了热像仪与可见光CCD 摄像机组成的异源测距，提高了红外‑可见光图像的信息量，提供了目标的位置信息，这对于复杂背景条件下目标跟踪、事先预警等是非常有意义的。

Description

一种图像测距嵌入式***及其测距方法
技术领域
本发明属于图像测距技术领域，更具体地说，尤其涉及一种图像测距嵌入式***。同时，本发明还涉及一种图像测距方法。
背景技术
测距，在人类生活的各个层面都有很高的实用性价值，对人类的进步和发展有着非常重要的研究价值。随着人类社会的发展，测距从最原始的估测到测量工具的产生再到再到近现代高科技测量仪器的诞生，测距技术的理论已趋向完备。和测距有关的测量方法有很多，从是否接触的层次上可以分为两种:接触式测量和非接触式测量。接触式测量需要测量工具和被测物体表面直接接触，该过程一般需要手动完成；非接触式测量无须与被测表面接触，一般通过光学、电器学、影像学等技术获取最终测量距离。接触性测量测距精度高、稳定性好，但由于受到体积、质量、安装条件、结构以及操作不方便等因素影响而得不到广泛利用；非接触性测量虽然测量精度以及稳定性上不及接触式测量，但具有自动化程度高、测量速度快、信息量丰富、动态范围大等优势而逐渐受到人们的重视，特别是在计算机技术的高速发展下，测量精度以及稳定性上，非接触式测量已趋近于接触式测量。非接触性测量中使用最广泛普遍的方法是图像测量。
图像测量，是建立在计算机视觉理论基础上的一门新测量技术。它以光学、计算机图像处理技术为基础，结合了光电子、激光、计算机等一系列现代科学技术。所谓图像测量就是通过图像获取设备来获取图像，然后利用图像处理技术进行相关处理并获取最终测距结果的一种测距方法。该方法对测量工具和被测物体没有特别苛刻的要求，比较适用于传统接触式测量无法实施的场合。随着工业制造技术、数字图像处理技术和计算机技术的发展，图像测量技术逐步完善，因此该方法可以完全替代传统的人工测距。
机器视觉可代替人的眼睛对物体进行判断和识别，较为常见的是利用单目摄像头。随着人们对信息准确性要求的不断提高，单目视觉技术已经远不能满足应用需要，而更多的是被双目视觉技术所代替，以满足人们获取更多信息的需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种图像测距嵌入式***及其测距方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种图像测距嵌入式***，包括嵌入式处理器、摄像头、图像测距处理器和供电管理电路，所述嵌入式处理器的输出端通过以太网接口与网卡芯片的输入端信号连接，所述嵌入式处理器的输出端与LED显示屏的输入端电性连接，所述摄像头的输出端通过视频采集模块与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述供电管理电路的输出端与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述嵌入式处理器的输出端通过RS485接口与图像测距处理平台信号连接。
优选的，所述嵌入式处理器为32位S3C2440 ARM处理器。
优选的，所述嵌入式处理器的输入端与外置存储器的输出端电性连接。
优选的，所述供电管理电路为OP2177双电源，所述供电管理电路的电压采用可以实现±12V到±5V的转变或5V到3.3V的转变，以便对不同供电电压的电路进行供电，提高电路电压的稳定性，以便对不同供电电压的电路进行供电，提高电路电压的稳定性；OP2177双电源能够获得高增益、高共模抑制比、低噪声和级联传输函数稳定性，OP2177双电源供电的高精度运放，与电阻电容构成有源二阶低通滤波电路兼有放大功能。
本发明还提供一种图像测距方法，包括如下步骤：
S1、首先利用多级尺度不变特征变换匹配算法实现目标姿态角的快速估计，获取与当前目标姿态偏差最小的模板；
S2、然后利用该模板和目标图像模拟立体视觉，建立不依赖于相机姿态和视差的双目测距模型；
S3、该模型在远距离测距和小角度偏差的前提下，将模板中的匹配特征点投影到等效平面世界坐标系中，建立被测物体图像点及其空间点的映射关系，将测距问题转化为对相机外参量的标定，从而求解出相机中心到物体中心的距离；
S4、采用200m到2500ｍ范围内的建筑标识验证测距方法的性能，对测量误差随距离的变化规律进行分析。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种图像测距嵌入式***及其测距方法，与传统技术相比，本发明以主要支持两路摄像头输入、LED显示和以太网等功能，最终实现目标测距。本发明实现了热像仪与可见光CCD 摄像机组成的异源测距，提高了红外-可见光图像的信息量，提供了目标的位置信息，这对于复杂背景条件下目标跟踪、事先预警等是非常有意义的。
附图说明
图1为本发明的***框图；
图2为本发明的视频采集模块电路图；
图3为本发明的供电管理电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如图1所示的一种图像测距嵌入式***，包括嵌入式处理器、摄像头、图像测距处理器和供电管理电路，所述嵌入式处理器为32位S3C2440 ARM处理器，嵌入式处理器的输入端与外置存储器的输出端电性连接，所述嵌入式处理器的输出端通过以太网接口与网卡芯片的输入端信号连接，所述嵌入式处理器的输出端与LED显示屏的输入端电性连接，所述摄像头的输出端通过视频采集模块与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述供电管理电路的输出端与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述嵌入式处理器的输出端通过RS485接口与图像测距处理平台信号连接。
本发明的嵌入式处理器采用32位ARM处理器S3C2440为控制核心；采用两片16位32M的SDRAM并接的方式实现32位总容量为64M的内存，为外存配置了2M的Nor Flash和256M的Nand Flash；使用高度集成的网卡芯片DM9000实现网络接口；采用TI推出的TVP5150视频解码芯片实现可采集两路CVBS信号的视频输入单元；同时设计完成了LED显示模块和USB-Hub模块，最后按照高速电路的设计原则完成了PCB板的设计。
如图2所示的视频采集模块电路图，此视频采集模块电路图的解码芯片带有I2C总线接口，微处理器可通过此总线接口来设置解码芯片的工作寄存器。该解码芯片使用外部的时钟输入为14.31818MHz，模拟电源为1.8V，数字电源为3.3 V。为防止对输入信号的反射，视频输入的两个通道分别串联有阻抗匹配电阻RJ1和RJ2。YOUT[7:0]输出8路YCbC：信号，可以在其信号传输的间隔***行场同步，也可以将行场同步独立出来。可以通过设置内部工作寄存器使PCLK/SCLK引脚输出13.5MHz或27MHz两种时钟信号。
如图3所示，所述供电管理电路为OP2177双电源，所述供电管理电路的电压采用可以实现±12V到±5V的转变或5V到3.3V的转变，以便对不同供电电压的电路进行供电，提高电路电压的稳定性，以便对不同供电电压的电路进行供电，提高电路电压的稳定性；OP2177双电源能够获得高增益、高共模抑制比、低噪声和级联传输函数稳定性，OP2177双电源供电的高精度运放，与电阻电容构成有源二阶低通滤波电路兼有放大功能。
该供电管理电路先采用DC-DC开关电源设计，将锂电池升压至+15V，再采用线性三端稳压器LM7812、LM7912和LM4040A50、LM4040A25组成，实现+15V到+12V的转变和+12V到+5V、+12V到+2V5的转变，以满足不同电路对供电电压的需求，保证供电电压持续稳定。
本发明还提供一种图像测距方法，包括如下步骤：
S1、首先利用多级尺度不变特征变换匹配算法实现目标姿态角的快速估计，获取与当前目标姿态偏差最小的模板；
S2、然后利用该模板和目标图像模拟立体视觉，建立不依赖于相机姿态和视差的双目测距模型；
S3、该模型在远距离测距和小角度偏差的前提下，将模板中的匹配特征点投影到等效平面世界坐标系中，建立被测物体图像点及其空间点的映射关系，将测距问题转化为对相机外参量的标定，从而求解出相机中心到物体中心的距离；
S4、采用200m到2500ｍ范围内的建筑标识验证测距方法的性能，对测量误差随距离的变化规律进行分析。
综上所述：本发明提供的一种图像测距嵌入式***及其测距方法，与传统技术相比，本发明以主要支持两路摄像头输入、LED显示和以太网等功能，最终实现目标测距。本发明实现了热像仪与可见光CCD 摄像机组成的异源测距，提高了红外-可见光图像的信息量，提供了目标的位置信息，这对于复杂背景条件下目标跟踪、事先预警等是非常有意义的。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种图像测距嵌入式***，包括嵌入式处理器、摄像头、图像测距处理器和供电管理电路，其特征在于：所述嵌入式处理器的输出端通过以太网接口与网卡芯片的输入端信号连接，所述嵌入式处理器的输出端与LED显示屏的输入端电性连接，所述摄像头的输出端通过视频采集模块与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述供电管理电路的输出端与嵌入式处理器的输入端电性连接，所述嵌入式处理器的输出端通过RS485接口与图像测距处理平台信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种图像测距嵌入式***，其特征在于：所述嵌入式处理器为32位S3C2440 ARM处理器。
3.根据权利要求1所述的一种图像测距嵌入式***，其特征在于：所述嵌入式处理器的输入端与外置存储器的输出端电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种图像测距嵌入式***，其特征在于：所述供电管理电路为OP2177双电源，所述供电管理电路的电压采用可以实现±12V到±5V的转变或5V到3.3V的转变。
5.一种权利要求1所述的一种图像测距方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、首先利用多级尺度不变特征变换匹配算法实现目标姿态角的快速估计，获取与当前目标姿态偏差最小的模板；
S2、然后利用该模板和目标图像模拟立体视觉，建立不依赖于相机姿态和视差的双目测距模型；
S3、该模型在远距离测距和小角度偏差的前提下，将模板中的匹配特征点投影到等效平面世界坐标系中，建立被测物体图像点及其空间点的映射关系，将测距问题转化为对相机外参量的标定，从而求解出相机中心到物体中心的距离；
S4、采用200m到2500ｍ范围内的建筑标识验证测距方法的性能，对测量误差随距离的变化规律进行分析。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391589A (zh) * 2008-10-30 2009-03-25 上海大学 车载智能报警方法和装置
CN203813888U (zh) * 2014-04-23 2014-09-03 江西科技学院 一种应用双摄像头的车用测距模块
WO2015183126A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for measuring an object
CN105627932A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 零度智控（北京）智能科技有限公司 一种基于双目视觉的测距方法及装置
CN105631853A (zh) * 2015-11-06 2016-06-01 湖北工业大学 车载双目相机标定及参数验证方法
CN105723239A (zh) * 2013-11-20 2016-06-29 松下知识产权经营株式会社 测距摄像***
CN106019264A (zh) * 2016-05-22 2016-10-12 江志奇 一种基于双目视觉的无人机危险车距识别***及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391589A (zh) * 2008-10-30 2009-03-25 上海大学 车载智能报警方法和装置
CN105723239A (zh) * 2013-11-20 2016-06-29 松下知识产权经营株式会社 测距摄像***
CN203813888U (zh) * 2014-04-23 2014-09-03 江西科技学院 一种应用双摄像头的车用测距模块
WO2015183126A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for measuring an object
CN105631853A (zh) * 2015-11-06 2016-06-01 湖北工业大学 车载双目相机标定及参数验证方法
CN105627932A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 零度智控（北京）智能科技有限公司 一种基于双目视觉的测距方法及装置
CN106019264A (zh) * 2016-05-22 2016-10-12 江志奇 一种基于双目视觉的无人机危险车距识别***及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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杨聪锟等: "基于嵌入式平台的视频采集软件开发", 《工业仪表与自动化装置》 *

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