一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统及软件产品技术方案

本发明专利技术涉及一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统及软件产品。其中目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统，其特征在于，包括如下系统：DSP模块系统，系统开始运行时，首先初始化，上电初始化DSP各寄存器和全局变量等；图像采集模块系统，图像采集模块为用于图像采集的外部设备，上电的同时初始化外部设备，DSP通过EDMA方式将图像采集模块采集的图像数据采集到片内RAM区；数据处理模块系统，包括目标识别和目标脱靶量计算模块系统；主控平台模块系统，数据处理模块系统通过RS422串口将目标脱靶量等计算结果发送给平台主控系统，图像采集模块系统通过RS422串口接收主控系统发来的控制命。并在上述软件系统的基础上形成软件产品。本发明专利技术具有系统简单，测量精准快速，便于设置的特点。

A software system and product for target tracking and target miss distance calculation

【技术实现步骤摘要】
一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统及软件产品
本专利技术涉及一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统及软件产品，属于图像识别追踪

技术介绍
惯性导航是飞机常用的导航方式，也称为惯性系统，惯导系统的基本工作原理是对惯性器件测得的载体角速度、加速度进行积分运算以得到载体的运动参数信息。在惯导系统工作前必须确定载体的初始姿态、速度等信息，这就是初始对准的过程。初始对准的速度和精度，是惯导系统的重要技术指标。对于机载惯导，初始对准的快慢直接影响飞机出动的反应速度。通常情况下，飞机的惯导需要在飞机静止的时候完成初始对准，即静基座对准。静基座对准的基本原理是利用陀螺仪敏感地球自转角速度，进行对准解算。静基座对准的速度较慢，惯导系统的高精度陀螺仪启动时需要一段时间预热，并且由于载体静止，其方位角的可观测性较差，误差收敛较慢。通常飞机精对准的对准时间需要15分钟左右，若缩短对准时间，即采用“快对准”的方法，则精度较低，只能达到0.05°左右的对准精度，严重影响机载惯导系统的使用性能。在岸基飞机静基座对准条件下，惯导系统的加速度计受到的干扰很小，在此情况下俯仰和滚转角可以通过加速度计直接观测，从而较快地实现俯仰和滚转角对准，而方位角的对准较慢，需要外部装置进行辅助。因此专利技术人设想了一种适用于岸基飞机快速对准的光学测量装置总体设计方案，对载机航向角进行快速测量，以辅助惯导系统对准。该系统结构简单，不需在飞机上增添复杂的设备，即可满足飞机快速对准的精度需求，提高飞机的出动反应速度。在本系统中，需要利用光学相机对目标进行图像采集，并对采集的图像进行处理；因此如何设计一套合理的图像处理系统，是研究的一个重点问题。该图像处理系统要解决的问题是，如何通过图像采集来判断是否捕获目标；以及是如何提高对图片的处理速度的问题。
技术实现思路
本专利技术针对图像采集和目标识别的问题，提供一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统及软件产品。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统，其特征在于，包括如下系统：DSP模块系统，DSP模块系统具有片内RAM区和主控平台模块系统，系统开始运行时，首先初始化，上电初始化DSP各寄存器和全局变量等；图像采集模块系统，图像采集模块为用于图像采集的外部设备，上电的同时初始化外部设备，DSP通过EDMA方式将图像采集模块采集的图像数据采集到片内RAM区；数据处理模块系统，包括目标识别和目标脱靶量计算模块系统；主控平台模块系统，数据处理模块系统通过RS422串口将目标脱靶量等计算结果发送给平台主控系统，图像采集模块系统通过RS422串口接收主控系统发来的控制命令。在上述技术方案的基础上，本专利技术为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：进一步，所述的目标识别和目标脱靶量计算模块系统，是将采集的图像数据通过如下过程进行处理：第一步，底层图像预处理：图像做中值滤波后，并形成图像的直方图统计，底层图像预处理的底层算法是通过FPGA完成；第二步，中层目标特征提取：将直方图统计中按照图像灰度的对比度特征分成高、低两个结果：确定一个阙值：通过读取图像的像素值，以平均值为对比度阈值；或者根据经验设定一个对比度阈值；小于对比度阈值时，判定为图像对比度较低，即目标的轮廓、纹理等特征都不会十分明显，此时系统采用低对比度目标跟踪技术，算法进入中层的图像灰度拉伸程序，形成弱对比度图像；大于对比度阈值的进入SIFT特征匹配程序，判定图像的对比度为高，即图像中目标的所有特征都十分明显，此时系统采用定位精度高的SIFT特征匹配来跟踪目标，算法将进入SIFT特征点提取程序，形成高对比度图像；第三步，顶层目标匹配和定位：在中层目标特征提取后，对于弱对比度图像，采用模糊熵阈值分割技术搜索目标点，并计算出目标的脱靶量；对于高对比度图像，算法将继续SIFT特征提取及匹配后搜索目标点，并计算出目标的脱靶量。进一步，根据顶层目标匹配和定位中计算出的目标的脱靶量判断是否捕获目标，判断为是则运行结束，当判断为否则重复搜索目标点后计算出目标的脱靶量，然后重复判断是否捕获目标。在上述的软件系统基础上，还形成了相应的软件产品：一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件产品，其特征在于，包括如下模块：DSP模块，DSP模块系统具有片内RAM区和主控平台模块，系统开始运行时，首先初始化，上电初始化DSP各寄存器和全局变量等；图像采集模块，图像采集模块为用于图像采集的外部设备，上电的同时初始化外部设备，DSP通过EDMA方式将图像采集模块采集的图像数据采集到片内RAM区；数据处理模块，包括目标识别和目标脱靶量计算模块；主控平台模块，通过RS422串口将目标脱靶量等计算结果发送给平台主控系统，通过RS422串口接收主控系统发来的控制命令。进一步，所述的目标识别和目标脱靶量计算模块，是将采集的图像数据通过如下过程进行处理：第一步，底层图像预处理：图像做中值滤波后，并形成图像的直方图统计，底层图像预处理的底层算法是通过FPGA完成；第二步，中层目标特征提取：将直方图统计中按照图像灰度的对比度特征分成高、低两个结果：确定一个阙值：通过读取图像的像素值，以平均值为对比度阈值；或者根据经验设定一个对比度阈值；小于对比度阈值时，判定为图像对比度较低，即目标的轮廓、纹理等特征都不会十分明显，此时系统采用低对比度目标跟踪技术，算法进入中层的图像灰度拉伸程序，形成弱对比度图像；大于对比度阈值的进入SIFT特征匹配程序，判定图像的对比度为高，即图像中目标的所有特征都十分明显，此时系统采用定位精度高的SIFT特征匹配来跟踪目标，算法将进入SIFT特征点提取程序，形成高对比度图像；第三步，顶层目标匹配和定位：在中层目标特征提取后，对于弱对比度图像，采用模糊熵阈值分割技术搜索目标点，并计算出目标的脱靶量；对于高对比度图像，算法将继续SIFT特征提取及匹配后搜索目标点，并计算出目标的脱靶量。进一步，根据顶层目标匹配和定位中计算出的目标的脱靶量判断是否捕获目标，判断为是则运行结束，当判断为否则重复搜索目标点后计算出目标的脱靶量，然后重复判断是否捕获目标。本专利技术的优点在于：本申请通过在底层图像预处理中生成直方图，而后根据图像灰度的高低，在中层目标特征提取中对低图像灰度的图像采用图像灰度拉伸程序处理，对高图像灰度的图像采用SIFT特征点提取程序处理，在顶层目标匹配和定位中计算出目标脱靶量；设计的流程合理，结果精确，节约时间。附图说明图1为本申请的目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统中的图像跟踪流程示意图；图2为目标识别和目标脱靶量计算模块系统流程示意图；图3为激光光斑图像坐标分布图。附图标记记录如下：。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统，其特征在于，包括如下系统：/nDSP模块系统，DSP模块系统具有片内RAM区和主控平台模块系统，系统开始运行时，首先初始化，上电初始化DSP各寄存器和全局变量等；/n图像采集模块系统，图像采集模块为用于图像采集的外部设备，上电的同时初始化外部设备，DSP通过EDMA方式将图像采集模块采集的图像数据采集到片内RAM区；/n数据处理模块系统，包括目标识别和目标脱靶量计算模块系统；/n主控平台模块系统，数据处理模块系统通过RS422串口将目标脱靶量等计算结果发送给平台主控系统，图像采集模块系统通过RS422串口接收主控系统发来的控制命令。/n

【技术特征摘要】
1.一种目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统，其特征在于，包括如下系统：
DSP模块系统，DSP模块系统具有片内RAM区和主控平台模块系统，系统开始运行时，首先初始化，上电初始化DSP各寄存器和全局变量等；
图像采集模块系统，图像采集模块为用于图像采集的外部设备，上电的同时初始化外部设备，DSP通过EDMA方式将图像采集模块采集的图像数据采集到片内RAM区；
数据处理模块系统，包括目标识别和目标脱靶量计算模块系统；
主控平台模块系统，数据处理模块系统通过RS422串口将目标脱靶量等计算结果发送给平台主控系统，图像采集模块系统通过RS422串口接收主控系统发来的控制命令。


2.根据权利要求1所述的目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统，其特征在于，所述的目标识别和目标脱靶量计算模块系统，是将采集的图像数据通过如下过程进行处理：
第一步，底层图像预处理：图像做中值滤波后，并形成图像的直方图统计，底层图像预处理的底层算法是通过FPGA完成；
第二步，中层目标特征提取：将直方图统计中按照图像灰度的对比度特征分成高、低两个结果：
确定一个阙值：通过读取图像的像素值，以平均值为对比度阈值；或者根据经验设定一个对比度阈值；
小于对比度阈值时，判定为图像对比度较低，即目标的轮廓、纹理等特征都不会十分明显，此时系统采用低对比度目标跟踪技术，算法进入中层的图像灰度拉伸程序，形成弱对比度图像；
大于对比度阈值的进入SIFT特征匹配程序，判定图像的对比度为高，即图像中目标的所有特征都十分明显，此时系统采用定位精度高的SIFT特征匹配来跟踪目标，算法将进入SIFT特征点提取程序，形成高对比度图像；
第三步，顶层目标匹配和定位：在中层目标特征提取后，对于弱对比度图像，采用模糊熵阈值分割技术搜索目标点，并计算出目标的脱靶量；对于高对比度图像，算法将继续SIFT特征提取及匹配后搜索目标点，并计算出目标的脱靶量。


3.根据权利要求2所述的目标追踪以及目标脱靶量计算软件系统，其特征在于，根据顶层目标匹配和定位中计算出的目标的脱靶量判断是否捕获目标，判断为是则运行结束，当判断为否则重复搜索目标点后计算出目标的脱靶量，然后重复判断是否捕获...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔旭涛，王鲁彬，王诚成，高学强，谢志敏，王春雷，郭奇，
申请(专利权)人：烟台远通信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37