[发明专利]一种用于振镜式云台的动态视野模拟方法

说明书

本发明公开了一种用于振镜式云台的动态视野模拟方法。方法是先初选振镜式云台中的元件，确定相机光学参数与机械位置参数；构建生成二维振镜的振镜转角组序列；进一步处理获得高倍率相机对应虚拟相机的光心坐标和光轴方向；据此建立高倍率相机和广角相机各自的视野范围；结合高倍率相机和广角相机各自的视野范围进行判断优化，获得动态视野模拟结果。本发明在振镜式云台的设计过程中，选择硬件参数合适的广角相机、高倍率相机以及二维振镜，通过对其进行动态视野模拟，保证了硬件选型合理性，进而实现了动态视野模拟优化。

技术领域

本发明属于光学计算与仿真技术领域的一种视野处理优化方法，具体是涉及了一种用于振镜式云台的动态视野模拟方法。

背景技术

视觉跟踪系统是智能感知领域的关键技术之一，被广泛应用于智慧安防、城市交通、国防军工、生物医学、工业检测等场景。针对动态目标的跟踪任务，使用视角固定的感知设备通常难以取得较好的效果。视觉跟踪平台（即视觉云台）可以通过特殊的运动机构扩大视野范围，实现动态目标的定位和跟踪，最大程度获取目标的细节信息，为智能感知设备提供更丰富、准确的目标数据，因此对于视觉跟踪平台的研究具有重要的意义。

目前，针对视觉云台已开展有不少的研究工作，按照成像特点和跟踪原理可以将其分为机械式云台与数字式云台两类。

现有的视觉跟踪平台难以兼顾大视野、高帧率和高分辨率等多个特性。

振镜式云台是一种新型的云台结构，缺少了在设计过程中选择硬件参数合适的广角相机、高倍率相机以及二维振镜的视野优化模拟方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是结合对振镜式云台设计过程中的硬件选型进行优化处理，进而提出了一种用于振镜式云台的动态视野模拟方法。

本发明的技术方案主要由以下几个步骤组成：

（1）振镜式云台的全局参数设置：

初选振镜式云台中的广角相机、高倍率相机和二维振镜，确定当前振镜式云台中的相机光学参数与机械位置参数；

（2）振镜转角组序列生成：

将二维振镜中水平转动镜片和俯仰转动镜片的振镜转角组合构建振镜转角组(θ₁,θ₂)，θ₁和θ₂分别表示水平转动镜片和俯仰转动镜片的振镜转角，在各自机械位置参数范围内对所有可能的振镜转角组(θ₁,θ₂)进行散点取值操作，获得均匀分布的多组振镜转角组(θ₁,θ₂)，并构成振镜转角组序列；

（3）高倍率相机光心光轴的生成：

对于振镜转角组序列中的每一组振镜转角组(θ₁,θ₂)，按照特定的光学建模方式进行处理获得高倍率相机对应虚拟相机的光心坐标c_v和光轴方向q_v；

（4）视野范围的模拟：

根据步骤（1）和（3）的结果建立高倍率相机和广角相机各自的视野范围；

（5）视野范围匹配：

结合高倍率相机和广角相机各自的视野范围进行判断和优化，获得振镜式云台的动态视野模拟结果。