激光瞄准与跟踪设备及其控制方法技术

技术编号:14563610 阅读:81 留言:0更新日期:2017-02-05 20:32
本发明专利技术提供了激光瞄准与跟踪设备及其控制方法,所述设备包括:图像采集器,与所述图像采集器电连接的控制器,与所述控制器电连接的激光发射器;所述图像采集器用于采集环境图像,将所述环境图像传输至所述控制器;所述控制器采用GPU与CPU结合工作,用于接收所述环境图像,根据所述环境图像确定待跟踪运动目标,以及所述待跟踪运动目标的位置,根据所述待跟踪运动目标的位置生成激光发射控制指令并传输至所述激光发射器;所述激光发射器用于接收所述激光发射控制指令,根据所述激光发射控制指令瞄准并跟踪所述待跟踪运动目标。本发明专利技术提供的激光瞄准与跟踪设备及其控制方法具有处理速度快的优点,通过本发明专利技术能够保证运动目标跟踪的实时性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子设备领域,尤其涉及激光瞄准与跟踪设备及其控制方法
技术介绍
利用激光进行运动目标的瞄准与跟踪是当前计算机视觉领域的研究热点,运动目标的瞄准跟踪是指利用计算机在视频序列中确定感兴趣的、具有某种显著特征的运动目标的位置、大小、以及运动目标完整的运动轨迹。近年来,随着计算机数据处理能力的飞速增长、以及图像分析技术的发展,运动目标的实时瞄准追踪技术脱颖而出。对运动目标进行瞄准与跟踪,在视频监控、视频压缩编码、机器人导航与定位、智能人机交互以及虚拟现实等领域有着重要的实用价值。现有技术中的利用激光进行运动目标瞄准与跟踪的设备主要包括:控制器,与控制器电连接的摄像机。该设备的工作原理是:通过摄像机获取运动目标的图像并传输给控制器,控制器以CPU(CentralProcessingUnit,中央处理器)为工作核心,对接收到的图像进行运动目标检测与筛选,确定需要跟踪的运动目标,向摄像机发送控制指令,摄像机接收控制指令后,在控制指令的控制下对需要跟踪的运动目标进行跟踪拍摄。专利技术人在研究中发现,现有技术中以CPU为工作核心的控制器运算处理速度慢,使得运动目标跟踪的实时性难以保证。
技术实现思路
本专利技术提供了激光瞄准与跟踪设备及其控制方法,运算处理速度快,能够保证运动目标跟踪的实时性。第一方面,本专利技术实施例提供了一种激光瞄准与跟踪设备,所述设备包括:图像采集器,与所述图像采集器电连接的控制器,与所述控制器电连接的激光发射器;所述图像采集器用于采集环境图像,将所述环境图像传输至所述控制器;所述控制器采用GPU(GraphicProcessingUnit,图形处理器)与CPU结合工作,用于接收所述环境图像,根据所述环境图像确定待跟踪运动目标,以及所述待跟踪运动目标的位置,根据所述待跟踪运动目标的位置生成激光发射控制指令并传输至所述激光发射器;所述激光发射器用于接收所述激光发射控制指令,根据所述激光发射控制指令瞄准并跟踪所述待跟踪运动目标。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式,其中,所述控制器包括相互电连接的GPU和CPU;所述CPU与所述图像采集器电连接,用于接收所述环境图像的当前帧图像,将所述当前帧图像传输给所述GPU;所述GPU用于对所述当前帧图像进行运动目标检测,得到所述当前帧图像中运动目标的图像特征并发送至所述CPU;其中,所述运动目标的图像特征包括所述运动目标的图像坐标、颜色特征和纹理特征;所述CPU还与所述激光发射器电连接,用于接收所述当前帧图像中运动目标的图像特征,将所述当前帧图像中运动目标的图像特征融合,并与预先存储的图像特征进行匹配,根据所述特征匹配结果对所述当前帧图像中的运动目标进行筛选,确定待跟踪运动目标以及所述待跟踪运动目标的图像坐标,将所述待跟踪运动目标的图像坐标转化为空间坐标,根据所述待跟踪运动目标的空间坐标生成激光发射控制指令并传输至所述激光发射器。结合第一方面第一种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式,其中,所述GPU用于对所述当前帧图像进行预处理,所述预处理包括解码和/或去噪;采用混合高斯进行背景建模,生成预设数量的背景模型;根据所述预设数量的背景模型对所述预处理后的当前帧图像进行运动目标检测,得到所述当前帧图像中运动目标的图像特征并发送至所述CPU。结合第一方面第一种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式,其中,所述CPU用于根据所述待跟踪运动目标的空间坐标进行计算,得到所述激光发射器的激光发射参数和激光偏转参数,根据所述激光发射参数和所述激光偏转参数生成所述激光发射控制指令并发送至所述激光发射器。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式,其中,所述激光发射控制指令携带有激光发射参数和激光偏转参数;所述激光发射器包括依次排列的脉冲激光器和声光调制器;所述脉冲激光器与所述控制器电连接,接收所述激光发射控制指令,根据所述激光发射控制指令携带的激光发射参数发射激光;所述声光调制器与所述控制器电连接,接收所述激光发射控制指令,根据所述激光发射控制指令携带的激光偏转参数对所述脉冲激光器发出的激光进行偏转作用,以使所述激光瞄准并跟踪所述待跟踪运动目标。结合第一方面第四种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式,其中,所述声光调制器包括纵向声光调制器和横向声光调制器,所述脉冲激光器、所述纵向声光调制器和所述横向声光调制器依次排列,所述纵向声光调制器和所述横向声光调制器分别与所述控制器电连接;所述纵向声光调制器接收所述激光发射控制指令,根据所述激光发射控制指令携带的激光偏转参数将所述脉冲激光器发出的激光纵向偏转至所述横向声光调制器;所述横向声光调制器接收所述激光发射控制指令,根据所述激光发射控制指令携带的激光偏转参数对所述纵向偏转后的激光进行横向偏转,以使所述横向偏转后的激光瞄准并跟踪所述待跟踪运动目标。结合第一方面第五种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式,其中,所述激光发射器还包括凸透镜,所述脉冲激光器、所述纵向声光调制器、所述横向声光调制器和所述凸透镜依次排列;所述横向偏转后的激光穿过所述凸透镜,瞄准并跟踪所述待跟踪运动目标。结合第一方面第四种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式,其中,所述声光调制器包括横向声光调制器和纵向声光调制器,所述激光发射器还包括凸透镜,所述脉冲激光器、所述横向声光调制器、所述纵向声光调制器和所述凸透镜依次排列,所述横向声光调制器和所述纵向声光调制器分别与所述控制器电连接。结合第一方面第六种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式,其中,所述激光发射器还包括凸透镜安装架、脉冲激光器安装架、横向声光调制器安装架和纵向声光调制器安装架;所述凸透镜安装架、所述脉冲激光器安装架、所述横向声光调制器安装架和所述纵向声光调制器安装架上分别设置有调节元件;通过所述调节元件分别调节所述凸透镜、所述脉冲激光器、所述横向声光调制器和所述纵向声光调制器的安装位置。第二方面,本专利技术实施例提供了一种激光瞄准与跟踪设备的控制方法,所述激光瞄准与跟踪设备包括第一方面上述实施例所述的激光瞄准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光瞄准与跟踪设备,其特征在于,所述设备包括:图像采集器,与所述图像采集器电连接的控制器,与所述控制器电连接的激光发射器;所述图像采集器用于采集环境图像,将所述环境图像传输至所述控制器;所述控制器采用GPU与CPU结合工作,用于接收所述环境图像,根据所述环境图像确定待跟踪运动目标,以及所述待跟踪运动目标的位置,根据所述待跟踪运动目标的位置生成激光发射控制指令并传输至所述激光发射器;所述激光发射器用于接收所述激光发射控制指令,根据所述激光发射控制指令瞄准并跟踪所述待跟踪运动目标。

【技术特征摘要】
1.一种激光瞄准与跟踪设备,其特征在于,所述设备包括:
图像采集器,与所述图像采集器电连接的控制器,与所述控制
器电连接的激光发射器;
所述图像采集器用于采集环境图像,将所述环境图像传输至所
述控制器;
所述控制器采用GPU与CPU结合工作,用于接收所述环境图
像,根据所述环境图像确定待跟踪运动目标,以及所述待跟踪运动
目标的位置,根据所述待跟踪运动目标的位置生成激光发射控制指
令并传输至所述激光发射器;
所述激光发射器用于接收所述激光发射控制指令,根据所述激
光发射控制指令瞄准并跟踪所述待跟踪运动目标。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述控制器包
括相互电连接的GPU和CPU;
所述CPU与所述图像采集器电连接,用于接收所述环境图像的
当前帧图像,将所述当前帧图像传输给所述GPU;
所述GPU用于对所述当前帧图像进行运动目标检测,得到所述
当前帧图像中运动目标的图像特征并发送至所述CPU;其中,所述
运动目标的图像特征包括所述运动目标的图像坐标、颜色特征和纹
理特征;
所述CPU还与所述激光发射器电连接,用于接收所述当前帧图
像中运动目标的图像特征,将所述当前帧图像中运动目标的图像特
征融合,并与预先存储的图像特征进行匹配,根据所述特征匹配结
果对所述当前帧图像中的运动目标进行筛选,确定待跟踪运动目标
以及所述待跟踪运动目标的图像坐标,将所述待跟踪运动目标的图
像坐标转化为空间坐标,根据所述待跟踪运动目标的空间坐标生成
激光发射控制指令并传输至所述激光发射器。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述GPU用
于对所述当前帧图像进行预处理,所述预处理包括解码和/或去噪;
采用混合高斯进行背景建模,生成预设数量的背景模型;根据所述
预设数量的背景模型对所述预处理后的当前帧图像进行运动目标检
测,得到所述当前帧图像中运动目标的图像特征并发送至所述
CPU。
4.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述CPU用
于根据所述待跟踪运动目标的空间坐标进行计算,得到所述激光发
射器的激光发射参数和激光偏转参数,根据所述激光发射参数和所
述激光偏转参数生成所述激光发射控制指令并发送至所述激光发射
器。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述激光发射
控制指令携带有激光发射参数和激光偏转参数;所述激光发射器包
括依次排列的脉冲激光器和声光调制器;
所述脉冲激光器与所述控制器电连接,接收所述激光发射控制
指令,根据所述激光发...

【专利技术属性】
技术研发人员:马兆远王路
申请(专利权)人:北京志光伯元科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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