车载红外跟踪系统技术方案

本发明专利技术车载红外跟踪系统，属于红外成像及图像处理技术领域。特别适合在夜晚对所追踪的目标进行定位、测距、跟踪，并应用到大雾天气。该系统利用焦平面红外探测器采集目标物红外图像，通过多路信号处理单元与数据接口将采集到的红外图像传送到ARM控制模块，利用自适应阈值分割模块对图像进行非均匀性校正、信号预处理、阈值分割、目标提取、二级轨迹跟踪；利用偏差校正模块，控制转台驱动模块驱动图像采集部分旋转，使目标始终锁定在触摸屏中央区域，且可以指示被追踪目标的方向；通过GPS模块定位，激光测距模块测距，并将上述信息显示在车内触摸屏中，同时通过无线通讯模块将目标信息上传到网络服务器当中，从而实现对目标跟踪的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于红外成像及图像处理
，涉及一种车载红外跟踪系统。
技术介绍
目前国内外各种红外跟踪系统大多用于军事方面，例如红外制导、红外雷达、对付 海面目标及超低空目标等等，而用于民用的还很少见。在缺少可见光的时候，红外热像仪可 以利用红外探测器和光学成像系统接收被测目标的红外辐射能量分布图形，将其反映到红 外探测器的光敏元件上，从而获得被拍摄目标的红外像图，并根据图像处理的方法，对目标 实施跟踪。普通的汽车没有图像采集系统，较高档的汽车也只会对车后方的情景进行采集。 而且目前市场上还没有车载红外跟踪系统对目标进行红外图像采集与识别、跟踪的设备。
技术实现思路
本专利技术提供一种车载红外跟踪系统。为了达到上述目的，本专利技术采用了下述技术方案所述车载红外跟踪系统包括图像处理及显示部分、图像采集部分及图像采集平 台；其中所述图像处理及显示部分包括无线通讯模块、GPS模块、自适应阈值分割模块、偏 差校正模块、供电模块、触摸屏、存储模块、按键模块以及连接并控制该所述无线通讯模块、 GPS模块、自适应阈值分割模块、偏差校正模块、供电模块、触摸屏、存储模块、按键模块、转 台驱动模块、可变焦光学系统、激光测距模块的ARM控制模块；所述图像采集部分包括可变 焦光学系统、焦平面红外探测器、激光测距模块、数据接口以及连接并处理该所述焦平面红 外探测器的多路模拟信号处理单元；所述图像采集平台包括可旋转支架、直流力矩电机以 及驱动图像采集部分旋转的的转台驱动模块。所述数据接口采用M引脚的标准接口，其中包括10个信号数据位，一个模拟信号 电源、模拟信号接地、数字信号电源、数字信号接地、AF自聚焦电源、AF自聚焦接地、水平驱 动信号、垂直驱动信号、控制总线、外接电源，两个时钟信号；一个直流力矩电机电源，直流 力矩电机接地。所述自适应阈值分割模块使用的是多假设跟踪算法，包括Kalman滤波预测、门限 关联和多假设跟踪与轨迹管理，分为两级跟踪，通过二级跟踪过程的阈值计算反馈调整平 台阈值，实现了对目标的检测，保证了目标跟踪的实时性、稳定性。由此实现对红外小目标、 远距离目标的高效跟踪。图像采集部分根据跟踪目标的位置变化，进行旋转，并锁定跟踪目标。所述触摸屏右上角显示与目标方向一致的箭头指示目标的方向；触摸屏左上角显 示目标的距离、定位；触摸屏左下角显示备选的三种模式。所述触摸屏有三种显示模式模式一使图像采集部分保持向前的位置，即拍摄车正前方的路况，适合用于夜晚 和大雾天气行车的时候；模式二 通过手控摇杆调节图像采集部分的拍摄方向，尤其是在夜晚、大雾的天 气，可对周围隐藏的目标进行目标识别；模式三通过点击触摸屏上的对象，确定跟踪目标，图像采集部分自动对目标实施 跟踪并指示方向。所述触摸屏的下部有一摇杆，当选择模式二的时候，可以通过摇杆控制图像采集 部分的方向。所述GPS模块将被跟踪的目标定位。所述无线通讯模块将数据无线上传到服务器当中。该车载红外跟踪系统将图像采集部分放在汽车车顶的前端部分，用于采集汽车前 方目标的红外图像，并将图像传到车内的图像处理及显示部分，通过触摸屏显示出来，并通 过触摸屏选定目标，对目标进行非均勻性校正、信号预处理、阈值分割、目标提取、二级轨迹 跟踪；再通过偏差矫正，控制转台驱动模块驱动图像采集部分旋转，使目标始终锁定在触摸 屏中央区域；根据图像采集部分与车水平方向的角度，在触摸屏中显示相应角度的箭头，指 示被跟踪目标的方向；同时利用GPS模块定位，确定跟踪目标的位置；利用激光测距模块， 测量车与跟踪目标的距离，并将上述信息与被跟踪目标的红外图像一起显示在车内触摸屏 中，再通过无线通讯模块将目标信息上传到服务器当中，从而实现对目标跟踪的目的。该系统有三种模式，模式一使图像采集部分保持向前的位置，即拍摄车正前方的 路况，适合用于夜晚和大雾天气行车的时候；模式二 通过手控摇杆调节图像采集部分的 拍摄方向，尤其是在夜晚、大雾的天气，可对周围隐藏的目标进行目标识别；模式三通过 点击触摸屏上的对象，确定跟踪目标，图像采集部分自动对目标实施跟踪并指示方向。附图说明图1为本专利技术所述车载红外跟踪系统的原理及连接框图；图2为本专利技术所述车载红外跟踪系统中图像采集成部分；图3为本专利技术所述车载红外跟踪系统的红外跟踪信号处理流程图；图4为本专利技术所述车载红外跟踪系统触摸屏显示对目标跟踪示意图；图4-1目标在车的正前方；图4-2目标在车的侧方图5为本专利技术所述车载红外跟踪系统中数据接口采用的M引脚的标准接口。具体实施方式；实施例1参见图1所述，所述车载红外跟踪系统包括图像处理及显示部分10、图像采集部 分20及图像采集平台30 ；其中所述图像处理及显示部分10包括无线通讯模块100、GPS模 块101、自适应阈值分割模块102、偏差校正模块103、供电模块104、触摸屏105、存储模块 106、按键模块107以及连接并控制该该所述无线通讯模块100、GPS模块101、自适应阈值 分割模块102、偏差校正模块103、供电模块104、触摸屏105、存储模块106、按键模块107、 转台驱动模块302、可变焦光学系统200、激光测距模块202的ARM控制模块108 ；所述无线 通讯模块100用于将图像处理及显示部分10处理后的结果上传到网络服务器中；所述GPS 模块101用以对目标物进行全球定位；所述自适应阈值分割模块102用以对采集数据进行非均勻性校正、信号预处理、阈值分割、目标提取、二级轨迹跟踪；所述偏差校正模块103控 制图像采集部分20旋转，将目标始终锁定在触摸屏105中央区域；所述供电模块104用以 提供工作电压给图像处理及显示部分10、图像采集部分20及图像采集平台30 ；所述触摸 屏105用以显示跟踪图像，且可以指示目标的方向；所述存储模块106用以存储记录所跟踪 目标的信息，所述按键模块107可以很方便的对图像采集部分20进行控制；所述图像采集 部分20包括可变焦光学系统200、焦平面红外探测器201、激光测距模块202、数据接口 203 以及连接并处理该所述焦平面红外探测器的多路模拟信号处理单元204 ；所述可变焦光学 系统200用以对目标实现自聚焦；所述焦平面红外探测器201用以采集被追踪目标的红外 信息；所述激光测距模块202用以测量目标与本车之间的距离；所述数据接口 203用以将 焦平面红外探测器201所采集的信息传递给ARM控制模块108 ；所述图像采集平台30包括 可旋转支架300、直流力矩电机301以及驱动图像采集部分10旋转的的转台驱动模块302 ； 所述可旋转支架300可以旋转图像采集部分20 ；所述直流力矩电机301可以为可旋转支架 300提供力矩。结合图1和图3中所示，在本实施实例中，所述图像采集部分20为通过焦平面红 外探测器101采集红外光学系统100所收集的目标的红外辐射量，且通过多路信号处理单 元204、数据接口 203将采集到图像信息传送到ARM控制模块108于触摸屏105中显示，当 手动点击触摸屏105确认跟踪目标时，所述图像处理及显示部分10在ARM控制模块108 的控制下启动自适应阈值分割模块102进行非均勻性校正、信号预处理、阈值分割、目标提 取、二级轨迹跟踪；启动偏差校正模块103本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种车载红外跟踪系统，其特征在于，所述车载红外跟踪系统包括图像处理及显示部分、图像采集部分及图像采集平台；其中所述图像处理及显示部分包括无线通讯模块、ＧＰＳ模块、自适应阈值分割模块、偏差校正模块、供电模块、触摸屏、存储模块、按键模块以及连接并控制该所述无线通讯模块、ＧＰＳ模块、自适应阈值分割模块、偏差校正模块、供电模块、触摸屏、存储模块、按键模块、转台驱动模块、可变焦光学系统、激光测距模块的ＡＲＭ控制模块；所述图像采集部分包括可变焦光学系统、焦平面红外探测器、激光测距模块、数据接口以及连接并处理该所述焦平面红外探测器的多路模拟信号处理单元；所述图像采集平台包括可旋转支架、直流力矩电机以及驱动图像采集部分旋转的转台驱动模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏臻，钟声，姜啸宇，张岷，樊秀梅，闫富荣，王树雨，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：12