一种利用反光材质的目标识别与定位的系统和方法技术方案

本发明专利技术属于机器视觉领域，具体为一种利用反光材质进行目标识别与定位的系统和方法。识别粘有反光材质的待定位物体并计算出其在大视角图像传感设备中的相对坐标，并控制双轴运动平台转动横向与纵向角度，使小视角图像传感设备得以对准粘有反光材质的待定位物体，然后在小视角图像传感设备的成像中识别待定位物体，并计算出待识别物体在小视角图像传感设备及大视角图像传感设备中成像的相对坐标。本发明专利技术可用于目标检测与目标跟踪系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器视觉领域，涉及一种利用反光材质进行目标识别与定位的系统和方法，特别是有关一种适用大角度及距离的目标识别与定位的系统和方法。
技术介绍
目标的识别与定位是机器视觉领域的重要研究内容，其目标识别与定位的可靠性、精确性直接决定了该系统所能达到的识别目标的识别率和定位目标的精确度。通常的目标识别与定位的系统由待定位的物体、照明光源、图像传感器、图像处理系统组成。基于立体视觉的目标识别与定位方法是利用图像传感器与目标和背景之间的距离的区别来提取目标，并计算出目标的空间坐标，这类方法计算成本高，适用角度小，适用距离短。基于单目视觉的目标识别与定位方法是利用目标与背景的灰度的差异，运动的差异等信息来提取目标，这类方法识别准确率低，受到光照的影响很大，识别的成功率不高，定位的准确性差。因此设计一种新型的不易受光照影响，识别与定位准确率高，适用角度与距离较大的系统和方法具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，设计一种目标识别与定位的系统和方法，实现在较大角度与距离中，以较低的计算成本准确识别目标并进行相对坐标的定位，为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种能够利用反光材质进行目标识别与定位的系统与方法，只需要将反光材质粘在待识别与定位物体上，就能够准确地被系统识及定位。本专利技术所述的目标识别与定位的系统包括：一台大视角的图像传感设备；一台小视角的图像传感设备；可高精度驱动的在横向和纵向角度可以转动的两轴平台；高反光率的反光材质；红外灯；图像处理系统。本专利技术所述的目标识别与定位方法如下：1.将具有特殊形状的反光材料粘到待识别物体上。2.红外灯将红外线照射到环境中。3.待识别物在大视角的图像传感设备中成像并得到高对比度的反光物的图像。4.图像处理系统通过目标高反差的灰度及形状，识别出待识别物，并计算出待识别物在大视角图像传感器设备的相对坐标。5.图像处理系统根据目标在大视角图像传感设备成像中的相对坐标，驱动双轴平台转动横向与纵向角度到对应位置，将运动平台搭载的小视角的图像传感设备对准待识别物。6.待识别物在小视角的图像传感设备中成像并得到高对比度的反光物的图像。7.图像处理系统通过目标高反差的灰度及形状，识别出待识别物，并计算出待识别物在小视角图像传感设备中的相对坐标。本专利技术以较低的计算成本，准确地识别出粘有特殊形状放光材质的待识别物，并精确地计算出待识别物在较小空间内静态或移动时对于两台成像系统的相对坐标。相对于传统的目标识别与定位的系统和方法，具有以下优势：1.目标识别与定位的计算成本低，系统的成本低于传统的目标识别与定位的系统。2.目标识别的准确率高，目标定位的精度高。3.目标在小范围空间内移动，系统就可以得到较大的相对坐标移动响应精度。4.目标相对于系统的角度和距离不易受限，系统可以在很大的角度的距离中准确的识别和定位待识别物体。附图说明图1为本专利技术专利系统的整体结构俯视示意图。图2为本专利技术专利系统的侧视示意图。图3为待识别物在大视角图像传感设备中的相对位置的示意图。图4为待识别物在运动平台对焦后的小视角图像传感设备中的相对位置的示意图。图中：1、外壳 2、大视角图像传感设备3、小视角图像传感设备 4、X轴运动滑轨及微型电机5、大视角红外灯 6、小视角红外灯7、图像处理系统 8、Y轴运动滑轨及微型电机9、大视角图像传感设备成像 10、待识别物在大视角图像传感设备中的成像11、小视角图像传感设备成像 12、待识别物在小视角图像传感设备中的成像13、粘有特殊形状反光材质的待识别物体具体实施方式以下将结合说明书附图对本专利技术专利作进一步详细说明。如图1、图2所示，本专利技术所述一种利用反光材质的目标识别与定位的系统：外壳1、大视角图像传感设备2、小视角图像传感设备3、X轴运动滑轨及微型电机4、大视角红外灯5、小视角红外灯6、图像处理系统7、Y轴运动滑轨及微型电机8，大视角红外灯5固定在大视角图像传感设备2上，小视角红外灯6固定在小视角红外传感设备3上，小视角图像传感设备3固定在X轴运动滑轨及微型电机4和Y轴运动滑轨及微型电机8上，图像处理系统7负责图像数据的处理。本专利技术所述的目标识别与定位的方法如下：1.将具有特殊形状的反光材料粘到待识别物体13上。2.红外灯5将红外线照射到环境中。3.粘有反光材质的待识别物体13在大视角的图像传感设备2中成像。4.图像处理系统7通过目标高反差的灰度及形状，识别出待识别物，并计算出待识别物在大视角图像传感器设备2的相对坐标。5.图像处理系统7根据目标的相对坐标，驱动X轴运动滑轨及微型电机4及Y轴运动滑轨及微型电机8转动横向与纵向角度到对应位置，将搭载的小视角的图像传感设备3对准待识别物。6.粘有反光材质的待识别物体13在小视角的图像传感设备3中成像。7.图像处理系统7通过目标高反差的灰度及形状，识别出待识别物，并计算出粘有反光材质的待识别物体13在小视角图像传感设备3中的相对坐标。图3和图4给出了粘有反光材质的带识别物体13在大视角图像传感设备2中的成像示意图，以及粘有反光材质的带识别物体13在小视角图像传感设备3中的成像示意图。本专利技术系统和方法可对任何材质的待识别物，粘上反光材质，或涂上反光涂料，即可在系统内准确识别并得到精确相对坐标，即使目标物体以极小的位移移动，系统仍能灵敏的计算出目标在系统中的相对坐标。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用反光材质的目标识别与定位的系统和方法，其特征在于：所述的系统包含大视角图像传感设备、小视角图像传感设备、双轴角度可转动的平台，图像处理系统，反光材质，红外灯。

【技术特征摘要】
1.一种利用反光材质的目标识别与定位的系统和方法，其特征在于：所述的系统包含大视角图像传感设备、小视角图像传感设备、双轴角度可转动的平台，图像处理系统，反光材质，红外灯。2.如权利要求1所述的反光材质，其特征在于光线以任何角度照射到反光材质上时，都能原路反射光线。3.如权利要求1所述的反光材质，其特征在于可以制作成反光涂料，依附于任何材质的物体上。4.如权利要求1所述的大视角图像传感设备，其特征在于成像视角大于70度。5.如权利要求1所述的小视角图像传感设备，其特征在于成像视角小于30度。6.如权利要求1所述的双轴角度可转动的平台，其特征在于运动平台可在大视角图像传感设备成像所在的平面进行横向和纵向的角度的转动。7.如权利要求1和3和4和5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏佳梁，
申请(专利权)人：夏佳梁，
类型：发明
国别省市：浙江;33