红外偏振摄像机动目标检测跟踪系统（特邀）

基于红外偏振摄像的机动目标检测跟踪系统对实时性要求较高,而且在野外场景下需要具备低功耗的特点。FPGA具有并行计算的特性,能够极大的提高系统吞吐量和处理数据速度,能够满足实时性的要求,因此一种基于FPGA的目标检测跟踪系统被设计出来并得以实现。在硬件开发平台上采用模块化以及软硬件协同设计的方式,将具有不同计算特点的任务分别在PS端（ARM）以及PL端（FPGA）实现,其中PL部分负责部分算法的加速、FPGA和ARM处理器之间数据传输以及HDMI等接口逻辑控制等,PS部分负责实现较为复杂的检测跟踪算法,以及负责控制FPGA端的各个模块。最后,对目标检测跟踪系统进行实验测试和分析,给出系统的硬件资源消耗及功耗,结果表明该目标检测跟踪系统能够满足实时性的要求,并且具备低功耗的特点。     

基于DSP和EPGA的视频处理系统设计及其实现

在视频跟踪中,为了在有限的时间内实现大量的运算处理,需要采取一些提高运算速度的措施.介绍一种基于TMS320C6416高速DSP和FPGA的视频处理硬件系统设计.实验证明,该系统在进行复杂算法和多目标提取方面比以前的单独DSP视频处理系统更容易满足实时性要求.     

基于DSP和FPGA的视频处理系统设计及其实现

在视频跟踪中，为了在有限的时间内实现大量的运算处理，需要采取一些提高运算速度的措施。介绍一种基于TMS320C6416高速DSP和FPGA的视频处理硬件系统设计。实验证明，该系统在进行复杂算法和多目标提取方面比以前的单独DSP视频处理系统更容易满足实时性要求。     

FPGA和DSP平台惯性传感器信号小波处理

为了满足光电跟踪系统对激光陀螺信号去噪处理提出的高实时性要求,对小波阈值消噪算法的特点进行分析,提出一种基于FPGA和DSP的硬件平台实现此滤波算法,达到了高实时滤波的要求,且滤波效果明显。实验结果表明,设计的硬件系统对单频率和多频率噪声都具有去噪功能,并将输出延时降低在15μs以内。     

红外弱小目标实时检测处理系统

针对红外弱小目标的实时检测,提出了一套基于DSP和FPGA高速乒乓缓存结构的红外实时目标检测系统。该硬件系统以高速乒乓缓存结构为核心,利用基于目标特性的区域生长算法完成对红外弱小目标的检测。实验结果表明,该检测系统对红外弱小目标具有较好的检测效果和较高的实时性,可以实现对红外弱小目标的实时检测。     

基于粒子滤波的机载目标跟踪系统设计

基于微小型机载成像跟踪系统设计思想及需求,设计并实现了以高性能的DSP芯片TMS320-DM642为核心处理器,结合可编程逻辑器件CPLD和FPGA的实时图像跟踪处理平台。平台采用基于粒子滤波的目标跟踪算法,实现对目标的实时跟踪。采用卡尔曼滤波器,提高了粒子的利用效率,在改进了算法实时性的同时解决了图像跟踪系统的延时性问题,提高了跟踪系统的稳定性。算法仿真结果表明,与传统相关匹配算法相比,基于粒子滤波的跟踪算法具有更好的鲁棒性和实时性,能满足机载成像跟踪系统实时图像跟踪的要求。     

基于DSP的高速数据采集系统硬件设计

为了满足数据采集及信号处理系统中对数据实时性的要求,采用TMS320VC5509为中心处理器,并对A/D转换、电源及复位电路、时钟电路、JTAG仿真电路等外围硬件进行了设计,使其能够在高速采样信号下,及时对数据进行处理,达到系统对处理速度的要求,实现了一种基于DSP的高速数据采集系统设计。     

基于高速视觉目标跟踪系统的自动调焦算法的设计

为了解决高速视觉目标跟踪系统在进行目标跟踪过程中目标的尺度与清晰度的变化,提出一种基于尺度不变性的自动调焦算法。该算法包括基于改进型二维OTSU分割的自动变焦算法和基于二维图像信息熵的对焦算法,通过高速视觉目标跟踪系统获得目标区域,计算目标像素面积和清晰度评价值,转化为可调焦镜头变焦步数和对焦步数后通过FPGA发送调焦指令,最终完成自动调焦动作。设计了自动调焦验证系统以验证算法的性能并得出满足追踪要求的最佳调焦参数。实验证明,该算法在高速目标跟踪系统的跟踪过程中可以较好地完成自动调焦任务。     

红外凝视成像系统弱点目标检测的实时实现

为了解决红外点目标检测算法的复杂性与系统实时性之间的矛盾,设计了一套基于DSP的实时处理硬件实施方案.首先,介绍了基于高性能DSP的实时处理系统的原理结构,在此基础上,从硬件和软件两方面提出了系统实时实现的关键技术,包括大容量图像数据的双缓冲交互访问机制、图像预处理算法的FPGA快速实现,以及基于多媒体指令集等技术的代码级优化策略.实践结果证明,优化后的实时处理实现方案有效地提高了系统的实时性和稳定性,能够满足红外点目标检测算法大数据量高速传输、复杂运算的实际需求.     

基于ADSP-TS201的高速红外跟踪系统设计

介绍了ADI公司的ADSP-TS201 DSP.设计了基于DSP+FPGA红外跟踪软硬件系统,给出了系统的硬件原理,详细介绍了系统的软件设计.实验证明,本设计可满足面阵高速红外跟踪系统的实时性要求.     

基于DSP的红外搜索跟踪系统软件设计

针对双波段红外搜索跟踪系统任务需求,基于多核DSP的通用信号处理硬件平台,结合系统功能需求、算法需求及多核DSP硬件特征,设计了一种基于主从架构的多核DSP软件架构,并完成了搜索跟踪算法与应用软件的设计与实现,在红外搜索跟踪系统中进行了应用验证,试验证明,该技术可以满足系统对红外双波段图像任务功能的实时处理需求。     

一种基于局部特征分块的目标跟踪算法

为了解决传统目标跟踪算法在天空背景下面临高能激光反射时图像像素灰度分布发生剧烈变化, 从而导致目标遮挡或丢失的问题, 采用一种基于局部特征分块思想的相关跟踪算法, 根据局部特征对跟踪模板进行了分块处理, 计算并选取其中特征稳定度高的块模板, 在跟踪区域内对每个块做模板匹配, 并进行了理论分析和试验验证。结果表明, 该算法在强光干扰下能够有效地对目标实时稳定跟踪, 且图像处理延迟时间在2ms以内。该研究对基于高能激光发射下的超高精度跟踪系统工作性能的保证是有帮助的。     

基于分块SURF特征提取的图像目标跟踪算法

由于基于特征的目标跟踪需要对前后两帧图像中的目标进行特征匹配,而传统的基于SURF(speeded up robust features)特征的匹配算法存在匹配时间较长,无法满足目标跟踪条件下实时性要求的情况。本文针对此缺点对SURF特征提取提出了具体的分块并行的解决方案,其中包括自适应地设置分块重叠区域,去除冗余特征点和距离门限法去除离散点的处理;同时通过模板的实时更新以及自适应的抗遮挡处理,保证了短时抗遮挡性能。并通过实验,将传统的基于SURF特征的跟踪算法与本文算法在相同条件下进行跟踪误差和运行时间对比;实验表明针对视频中的待跟踪目标,本文算法较基于传统SURF的图像跟踪算法在降低跟踪运行时间的同时保证了跟踪准确度。并通过遮挡实验,说明抗遮挡处理在本文算法中的实用性和必要性。     

基于跟踪微分器的波门跟踪算法的研究

针对目标自动跟踪系统对目标跟踪算法实时性和精确性要求高的特点,提出了一种基于跟踪微分滤波器的运动目标跟踪方法.该算法利用跟踪微分器预测目标中心在下一帧体现在图像中可能出现的位置,以该位置为波门目标检测的中心,减少了目标的搜索范围,缩短了算法的运算时间.仿真结果表明,该方法具有不依赖于目标运动模型,实时性好,精确性高等优...     

SIFT特征提取算法的FPGA实时实现

为了在运动目标检测与跟踪系统中能够实时地提取目标的特征点,从而完成图像实时匹配操作,提出了在FPGA实现SIFT特征提取算法。该算法采用SRAM复用技术简化程序,合理设计FPGA各模块结构。此外,该算法采用定点小数来保证算法的精度要求。整个算法在Virtex-5硬件平台上实现,采用verilog语言进行程序的编写和调试。结果分析表明,优化后的SIFT算法能够稳定地在FPGA上实现,同时算法的复杂度得到了降低并达到了精度要求,且具有良好的实时性。     

基于无线遥控与视觉跟踪的焊接控制系统

为解决焊接工程现场有线示教器操作不便、传统模板匹配方法受电弧与飞溅干扰而导致跟踪稳定性差等问题,设计了一种基于无线遥控与视觉跟踪的焊接控制系统。首先,设计了包含视觉单元、控制单元和执行单元的嵌入式PC无线控制系统,实现图像采集处理和焊缝跟踪偏移信息计算,并控制焊机机器人执行相应的动作。然后,采用了粒子滤波跟踪算法进行焊缝跟踪,该算法通过粒子滤波对图像大目标区域进行搜索,减少焊缝位置发生突变或焊缝图像缺失时跟踪失效的问题,确保视觉单元能够在强烈噪声干扰下快速、准确地识别焊缝特征位置。焊接测试结果表明,本系统纠偏误差小于0.12 mm,且操作方便、稳定性好、纠偏精度高、焊接表面成型质量良好,满足管道焊接的工艺要求。     

Implementation of a Moving Target Tracking Algorithm Using Eye-RIS Vision System on a Mobile Robot

A moving target tracking algorithm is proposed here and implemented on the Anafocus Eye-RIS vision system, which is a compact and modular platform to develop real time image processing applications. The algorithm combines moving-object detection with feature extraction in order to identify the specific target in the environment. The algorithm was tested in a mobile robotics experiment in which a robot, with the Eye-RIS mounted on it, pursued another one representing the moving target, demonstrating its performance and capabilities.     

机载复杂遥感场景下特定建筑区检测跟踪算法

特定建筑区域的自动检测及跟踪在机载遥感视频数据处理中具有重要意义,是非悬停机载平台面向任务对地搜寻及火控系统引导的关键技术之一.针对实际复杂应用场景,提出一种特定建筑区检测跟踪算法.首先,将离线获得的目标区参考图进行局部描述子特征提取.目标区在线检测阶段,为保证时效性,提出基于边缘显著性的快速SIFT (Scale Invariant Feature Transform)特征提取方法,对待检测大视场图像中疑似建筑区域提取局部描述子特征;并通过设计层次化的特征点匹配方法实现目标区的高可靠检测.目标区在线跟踪阶段,通过自适应开窗及轨迹预测技术有效圈定疑似目标区,并在圈定的有限范围内进行最终目标确认及稳定跟踪.实测数据仿真结果表明,本文提出的算法能在复杂场景条件下,实现对特定建筑区域的快速检测及稳定跟踪.可为将来实际系统应用提供关键技术支撑.     

一种基于高速双DSP的柔性机载实时图像跟踪系统研究

以两片高性能TMS320C6414作为核心处理器,辅助以FPGA实现整个系统逻辑时序的控制,组成基于双DSP的柔性机载实时图像处理系统。该系统可以满足实时图像跟踪高速信号处理的实际需求。本文对系统的硬件资源选择,工作流程进行了详细讨论,并结合相关算法对系统实时性进行仿真测试,结果表明本系统是可行和高效的。