基于双DSP的视觉跟踪控制系统设计

鉴于目前视觉跟踪系统实时性与抗干扰能力差以及控制周期长等问题,提出了一种基于TMS320DM642与TMS320F2812双DSP的视觉跟踪控制系统设计方案,并从工作原理、硬件以及软件3个方面详细介绍了系统的设计和实现方法。该设计方案通过采用六帧相邻图像差分相乘法以及DSP间的M cBSP通讯,提高了系统的实时性与抗干扰能力。实验完成了对动态背景下运动目标的检测并实现了云台摄像机对运动目标的跟踪控制,表明该系统具有实时监控与在复杂背景下实时跟踪运动目标的能力。     

基于FPGA的精跟踪系统

主要研究空间激光通信系统中精跟踪技术,根据精跟踪系统的组成原理与工作原理,设计了一种轻小型化、智能化精跟踪系统,该系统以FPGA作为核心器件,完成光斑图像采集、图像滤波、光斑位置计算、数字控制补偿函数及脱靶量的实时输出等功能。同时系统可根据外部环境变化,自动调整相机阈值、开窗口位置、积分时间。搭建试验系统完成精跟踪实验,实验表明系统可实现脱靶量实时输出3 000 Hz以上,符合精跟踪控制系统技术指标要求。系统在像元分辨力为3μrad的情况下,实时跟踪均方根值为1.17μrad,满足空间激光通信对精跟踪的要求,为其在空间激光通信中应用打下基础。     

运动目标跟踪系统的图像处理单元设计

运动目标跟踪系统的图像处理单元对于系统跟踪的准确性与实时性至关重要.文中将跟踪系统采集到的动态图像序列经过预处理后送入图像处理单元进行中值滤波、边缘检测以及匹配跟踪,实现对运动目标的信息跟踪.该文对传统的中值滤波算法进行改进,同时对Sobel边缘检测算法进行改进,减少了系统的运算时间,使系统的图像处理单元具有更快的处理速度和更高的实时性.     

材料拉伸标线图像跟踪方法

在材料拉伸实验中,传统的基于接触式引伸计测量存在诸多不足。为了实现对材料拉伸变形的实时在线测量,研究了一种材料拉伸标线图像跟踪的非接触式测量方法。其测量原理是用相机成像跟踪材料试件上制作的标记线,根据标线区域灰度分布特征跟踪计算标线位置,实时跟踪测量两标线之间的变形位移。实验结果表明,标线图像跟踪方法完全可以应用到材料应变的实时测量。该方法具有良好的灵敏性、稳定性和抗干扰能力,并且测量速度能够达到每秒采集20帧图像,满足实时性的要求。     

交通车辆视频测速技术

介绍了利用图像处理与机器视觉技术实现交通车辆视频测速的方法，提出了系统的软件和硬件构架，给出了关键算法。通过视频图像的采集实现了运动车辆的速度检测，对背景估计、运动检测、目标分割、目标位置确定、目标跟踪等方法提出了相应的计算方法和计算公式。在检测方法上解决了帧差运动检测中的噪声污染问题；利用了神经元网络对目标实际位置进行计算，同时运用了相应的预测方法，解决了目标跟踪的稳定性问题。这种视频测速技术的成功研究，降低了车辆测速器的制作成本。     

基于单目视觉的无人机自主跟踪降落研究

无人机对地面运动物体的跟踪研究一直是无人机自主控制领域重要的研究方向。以四旋翼无人机为平台,设计了无人机对地面目标的自主降落跟踪系统。在无人机上搭载单目相机获取地面移动机器人的图像信息,同时搭载的计算机实时计算获取地面移动机器人的运动状态数据,然后反馈给无人机运动控制系统,完成对地面移动机器人的跟踪。实验表明,该系统可以进行稳定的地面运动物体跟踪。     

基于虚拟仪器技术的机器人视觉伺服研究

以分布式系统的原理为结构框架,将四自由度机器人系统和实时图像采集系统有机结合,构成了基于虚拟仪器技术的分布式机器人视觉伺服系统。在推导视觉伺服机器人系统的图像雅克比矩阵的基础上,用LabVIEW语言编写了基于逆模型的控制算法等软件模块,实现了对目标二维运动的跟踪,最后给出了实验结果:采用简单的模糊控制算法,对于100个像素的阶跃激励,系统可在3 s内实现跟踪。     

基于LVRT系统的动物行为学实验系统

利用LVRT(LabVIEW real-time)实时操作系统部署高速图像处理算法,并结合FPGA(field programmable gate array)技术,建立一种面向动物行为学实验的高速实时检测跟踪与刺激系统,对连续帧图像做到确定性输出,实现各个不同动物行为学实验场景下的运动目标高速检测跟踪及刺激。应用实验表明,在100 fps采集速率下,该系统具有较好的实时性和稳定性,系统从目标检测到刺激反馈信号输出这一整个过程的处理时间稳定为10 ms,执行时间的平均相对误差较传统系统降低了15%,同时,在线分析完成了目标检测、运动轨迹、划分区域内小鼠行为特征分析等功能,离线分析生成运动轨迹热图,大大提升实验效率。     

基于EPP接口的CMOS图像采集系统设计

本文介绍了一种以OV7620 CMOS图像传感芯片为核心、通过计算机增强型并口(EPP)控制的图像采集系统,该系统可由计算机控制进行单幅或连续图像采集,每秒采集图像4帧,用在一般安全监控场合,可以满足现场实时监控要求.     

基于图像融合的运动目标检测与跟踪方法研究

从运动背景中检测与跟踪运动目标是计算机视觉研究领域的热点,根据帧差法的基本原理,提出了一种针对复杂背景的运动目标检测方法.首先通过设定阈值滤除序列图像中的噪声,然后对三帧算法进行改进,即利用序列中多帧图像融合运动信息,并确定参考区域,通过对原图像进行回扫描,最终提取出完整的运动目标轮廓.最后采用一种运动物体跟踪算法,实现了运动物体和静止物体的识别,克服了以往算法中的误检和空洞问题,实验结果表明,该方法能够满足实时性的要求.