[发明专利]仿鹰眼智能视觉传感节点及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿鹰眼智能视觉传感节点及工作方法，属于视频分析技术和仿生技术领域

背景技术

在所有的动物中，鹰眼观察动物的敏锐程度名列前茅，且以视觉宽、目光敏锐著称。即便是翱翔在二三千米高空的雄鹰，两眼也能一下子从许多相对运动着的复杂背景中发现并捕捉目标。鹰之所以可以在几千米的高空都能准确无误地辨别地面上的目标，这是由它的眼部结构及其视觉原理的特殊性决定的。因此，对鹰眼视觉原理进行分析，建立鹰眼视觉模型，在仿生视觉领域具有广阔的应用前景。

视觉是人类和一些动物所具有的一项基本功能，是一种重要的信息接收系统。经研究表明至少有80 %以上的外界信息都是通过视觉来获得的，因此视觉是人和动物最重要的知觉功能。那么，对视觉传感器的研究在传感器领域就显得至关重要、意义重大了。视觉传感器的低成本和易用性已吸引机器设计师和工艺工程师将其集成到各种曾经依赖人工、多个光电传感器，或根本不检验的应用。视觉传感器的工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡等。然而，目前市场上对视觉传感器的节点设计还只停留在简单地图像获取上，而且视觉范围不够宽，工业上出现的少量智能视觉传感器也因为功能相对单一，应用范围狭窄，不能很好地推向市场。因此，对可以进行图像预处理、图像识别与理解的智能视觉传感器节点的设计和应用进行研究是具有很大的商业价值的。那么，设计一种可以方便用户快速定制自己需求功能的智能视觉传感器是很有必要。

发明内容

针对目前视觉传感器的视觉范围不够宽、图像信息利用率低以及一些智能视觉传感器的功能固定、单一、不易更改等缺点，本发现的目的是提供一种仿鹰眼智能视觉传感器节点及工作方法，采用视频分析和图像处理技术，模仿鹰眼感知环境的机制和机理，获取的三路图像进行处理和分析，最后加入在线编程功能，方便用户快速定制自己需求功能，扩展智能视觉传感器的应用范围。

本发明的主要技术内容如下：

一种仿鹰眼智能视觉传感节点，包括一个硬件平台，所述硬件平台包括一个广角摄像机、两个PTZ摄像机，嵌入式处理机，PTZ控制装置；所述广角摄像机和两个PTZ摄像机位于所述的硬件平台上，所述广角摄像机位于中间，位置固定，两个PTZ摄像机位于两侧，所述广角摄像机与PTZ摄像机均通过信号线与嵌入式处理机相连，采集的图像均经过嵌入式处理机进行处理，所述嵌入式处理机通过PTZ控制装置对PTZ摄像机进行控制，所述两个PTZ摄像机可以在嵌入式处理机的控制下进行调整。

上述的PTZ摄像机的成像参数由控制装置发指令并在广角摄像机的视野内进行移动、变倍、变焦；所述的PTZ控制装置采用闭环绝对位置控制，能够快速给定并获取摄像机位置。

上述的仿鹰眼智能视觉传感节点，采用固定的安装方式，安装于需要大场景监控的环境中，所述广角摄像机在调整好监控场景后即固定，所述PTZ摄像机通过参数设置，可以在广角摄像机视野中移动。

上述的嵌入式处理机包括ARM子系统和DSP子系统组成的主系统、电源单元、视频图像接口单元、DDR存储单元、Flash存储单元、视频输出单元、以太网接口单元、调试接口单元；所述电源单元为整个硬件系统提供电源，所述视频图像接口单元负责接收前端视频图像采集装置传来的图像，然后交给主系统，所述DDR存储单元与主系统相连，用于存储数据，所述Flash存储单元与主系统相连，用于存储程序代码，所述视频输出单元用于外接液晶显示器，所述以太网接口单元用于方便用户远程访问，所述调试接口单元用于用户功能定制时调试使用。

上述两台PTZ摄像机的工作模式可以进行自动或人工组合，当广角摄像机中捕获的可疑目标距离过远、速度过快，PTZ摄像机难以进行有效跟踪时，两台PTZ摄像机可以组成交替跟踪模式，嵌入式处理机利用广角摄像机捕获的大场景信息来调度两台PTZ摄像机进行交替跟踪。当可疑目标距离较近或者较慢时两台PTZ摄像机进入双目视觉模式，组成立体视觉从而获取感兴趣目标的更多信息。

上述嵌入式处理机对获取的视频数据进行整合输出，根据具体配置，将画面整合显示，在具体实施中不占用额外的带宽资源，同时可以远程遥控切换显示方式。

上述广角摄像机与PTZ摄像机由一个摄像机和若干个红外发光二极管组成，摄像机在中央位置，若干个红外发光二极管均匀分布在摄像机的周围。

一种仿鹰眼智能视觉传感节点的工作方法，所述步骤如下：

（1）、广角摄像机用于大场景的实时监控，其获取的大场景图像为低分辨率图像，经过嵌入式处理机处理后，采用目标的运动显著性和轮廓显著性检测可疑目标；