[发明专利]一种基于FPGA的共虚轴三维相机测距系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的共虚轴三维相机测距系统，包括：共虚轴三维相机、CPU和FPGA，所述共虚轴三维相机采集同光轴上的近图和远图的图像数据，并传输给所述CPU；所述CPU对ssd目标识别神经网络权重数据进行预处理，将预处理后的ssd目标识别神经网络权重数据和所述图像数据传输给所述FPGA；所述FPGA根据预处理后的ssd目标识别神经网络权重数据，分别通过两个ssd目标识别神经网络加速核对近图的图像数据和远图的图像数据进行处理，然后进行寄存和拼接操作，获得处理后数据。本发明具有准确、实时并且低成本的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的共虚轴三维相机测距系统。

背景技术

三维相机测距在工业检测，安防，医疗，航空航天等领域有着广泛的应用。在工业测量领域和爆破等领域也具有极大应用前景，需要有一体化的测距系统。FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)具有处理速度快，功耗低等优点，适用于实时的测量系统。如何将FPGA以及三维相机有效结合，进行测距，具有比较大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供基于FPGA的共虚轴三维相机测距系统，具有准确、实时并且低成本的优点。

实现上述目的的技术方案是：

一种基于FPGA的共虚轴三维相机测距系统，包括：共虚轴三维相机、CPU和FPGA，

所述共虚轴三维相机采集同光轴上的近图和远图的图像数据，并传输给所述CPU；

所述CPU对ssd目标识别神经网络权重数据进行预处理，将预处理后的ssd目标识别神经网络权重数据和所述图像数据传输给所述FPGA；

所述FPGA根据预处理后的ssd目标识别神经网络权重数据，分别通过两个ssd目标识别神经网络加速核对近图的图像数据和远图的图像数据进行处理，然后进行寄存和拼接操作，获得处理后数据；

所述CPU根据预设参数对所述处理后数据进行分析，获得目标物体的两个目标识别框；

所述CPU对目标识别框内的近图和远图的图像数据进行CSS角点识别，分别对近图和远图输出相同数量的角点坐标，建立角点的一一对应关系，获得目标识别框内的图像数据的远、近角点到中心点的距离的平均值，并获得两个平均值的比值；

所述CPU将比值代入共虚轴三维相机光学关系式中，得出距离信息。

优选的，所述FPGA在进行加速核处理后，对同一帧远图的图像数据和近图的图像数据进行寄存，同时进行拼接操作。

优选的，两个目标识别框中心点的位置信息在远图和近图中重合。

优选的，共虚轴三维相机光学关系式为：

其中，L1拍摄的是近图，L2拍摄的是远图；L1为50％反光镜中心与上镜头之间的距离，L2为全反镜中心与下镜头之间的距离；第一镜头中目标识别框内角点均值为d1，第二镜头中目标识别框内角点均值为d2；第一镜头光轴与第二镜头光轴之间距离h；物体与第一镜头的距离L’1。

优选的，所述ssd目标识别神经网络加速核包括：

卷积加速单元，对卷积部分进行加速；

FPGA驱动单元，为FPGA加速器在Linux端的驱动；

飞桨框架单元；

ssd存储单元，存储ssd模型及参数；

参数单元；

目标检测算法单元；

Opencv单元。