一种图像检测与跟踪误差测试方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种图像检测与跟踪误差测试系统及方法，属于光电检测技术领域，包括设置用于标记跟踪目标质心的信标物；将目标光束和信标光束校准为同轴光束后，分别发送至被测设备和信标观测相机；利用被测设备采集目标光束得到被测目标的第一图像，并处理得到被测目标质心的第一位置数据；利用信标观测相机采集信标光束得到信标物的第二图像，并处理得到被测目标质心的第二位置数据；计算第一位置数据和第二位置数据的误差得到图像检测与跟踪误差。本发明专利技术测试过程简单方便，测试精度稳定可靠。测试精度稳定可靠。测试精度稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种图像检测与跟踪误差测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及光电检测
，具体涉及一种图像检测与跟踪误差测试方法及系统。

技术介绍

[0002]高精度跟踪瞄准转台是集现代伺服控制技术、光电成像技术、信息融合处理技术于一体的现代化光电探测设备，常被应用于完成对陆、海、空中目标搜索、捕获、识别、跟踪、瞄准等任务。图像检测与跟踪误差作为系统跟踪误差的一部分，直接影响系统探测跟踪性能，因此图像检测与跟踪误差模型的测量和校正对于高精度跟踪瞄准转台的指标分解与设计优化至关重要。
[0003]目前，典型的图像检测与跟踪误差测试多采用内场模拟测试的方法，该方法首先通过相机记录及视景仿真软件等手段构建系列场景图像数据集，然后采用人工标注方式标注出数据集中目标的位置，之后将数据集注入到被测设备图像处理装置中进行检测识别，最后利用人工标注信息计算被测设备图像检测与跟踪误差。
[0004]现有方法不仅耗时复杂、成本高，而且真实场景环境变化多样，相对有限的数据集往往不能全面的表示各种可能的情况，最终导致测试结果误差大、置信度不高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的内场图像检测与跟踪误差测试技术的不足，本专利技术提出了一种基于信标观测相机的图像检测与跟踪误差测试系统及方法，测试过程简单方便，测试精度稳定可靠。
[0006]为达到以上目的，采取的技术方案是：
[0007]一种图像检测与跟踪误差测试方法，用于对被测设备的图像检测与跟踪误差进行测试；所述方法包括：
[0008]用于对被测设备的图像检测与跟踪误差进行测试；其特征在于，所述方法包括：
[0009]设置用于标记跟踪目标质心的信标物，跟踪目标和信标物分别发出目标光束和信标光束；
[0010]将目标光束和信标光束校准为同轴光束后，分别发送至被测设备和信标观测相机；
[0011]利用被测设备采集目标光束得到被测目标的第一图像，根据第一图像处理得到被测目标质心的第一位置数据；利用信标观测相机采集信标光束得到信标物的第二图像，根据第二图像处理得到被测目标质心的第二位置数据；
[0012]计算第一位置数据和第二位置数据的误差得到图像检测与跟踪误差。
[0013]优选的，所述信标物的设置方法为在跟踪目标的质心位置设置一发光物，该发光物为发射特定波段的激光源或反射特定波段的反射层；或
[0014]所述信标物的设置方法为在跟踪目标的多个位置分别设置一发光物，该发光物为
发射特定波段的激光源或反射特定波段的反射层；或
[0015]所述信标物的设置方法为设置向跟踪目标投射特定波段的照明装置。
[0016]优选的，所述根据第二图像处理得到被测目标的第二位置数据的具体步骤包括：
[0017]利用图像分割算法对第二图像进行二值化处理，以从第二图像中提取信标物的图像得到掩膜图像；
[0018]根据掩膜图像，采用位置公式计算得到信标物质心的第三位置数据：
[0019]根据信标物和跟踪目标的位置关系，对第三位置数据进行转换得到第二位置数据。
[0020]优选的，通过下述位置公式计算得到信标物质心的第三位置数据：
[0021][0022][0023]其中，
[0024]表示信标物质心的横坐标；
[0025]表示信标物质心的纵坐标；
[0026]X表示掩膜图像的横坐标；
[0027]Y表示掩膜图像的纵坐标；
[0028]M表示掩膜图像的横坐标的最大值；
[0029]N表示掩膜图像的横坐标的最大值；
[0030]f(x,y)表示掩膜图像在点x，y处的灰度值。
[0031]一种图像检测与跟踪误差测试系统，用于对被测设备的图像检测与跟踪误差进行测试；所述系统包括：
[0032]信标物，其基于跟踪目标设置，用于标记跟踪目标的质心位置；跟踪目标和信标物分别发出目标光束和信标光束；
[0033]导光组件，其用于将目标光束和信标光束校准为同轴光束后，分别发送至被测设备和信标观测相机；被测设备采集目标光束得到被测目标的第一图像，根据第一图像处理得到被测目标的第一位置数据；
[0034]信标观测相机，其用于采集信标光束得到信标物的第二图像；
[0035]信标图像处理装置，其用于对第二图像进行处理得到被测目标质心的第二位置数据；
[0036]误差计算装置，其用于计算第一位置数据和第二位置数据的误差得到图像检测与跟踪误差。
[0037]优选的，所述信标观测相机的视场、成像分辨率及帧频均大于所述被测设备。
[0038]优选的，所述导光组件包括：
[0039]分光装置，其用于接收由目标光束和信标光束组成的混合光束，并将混合管束分为两束子光束，两束子光束的投射方向分别为被测设备方向和信标观测相机方向，每束子光束均包括目标光束和信标光束；
[0040]第一滤光装置，其设置于信标观测相机方向，用于接收所述子光束，并滤除其中的目标光束得到信标光束后，将过滤得到的信标光束输出；
[0041]第一投射装置，其用于接收过滤得到的信标光束并将其投射入信标观测相机；
[0042]第二滤光装置，其设置于被测设备方向，用于接收所述子光束，并滤除其中的信标光束得到目标光束后，将过滤得到的目标光束输出，并投射入被测设备；
[0043]投射入信标观测相机的过滤后的信标光束与投射入被测设备的过滤后的目标光束相互平行。
[0044]优选的，所述图像检测与跟踪误差测试系统还包括：
[0045]导引光发生装置，其用于输出导引光束；
[0046]第二投射装置，其用于接收导引光束，并将到导引光束投射向所述分光装置；
[0047]所述分光装置还用于将所述导引光束分成两束后分别投射向第一滤光装置和第二滤光装置，第一滤光装置将导引光束投射向第一投射装置，第一投射装置将导引光束投射向信标观测相机，第二滤光装置将导引光束投射向被测设备，信标观测相机和被测设备利用导引光束进行光轴校准。
[0048]优选的，所述图像检测与跟踪误差测试系统还包括：
[0049]时统装置，其用于向所述被测设备和所述信标观测相机分别发送脉冲信号，被测设备和信标观测相机根据该脉冲信号校准各自的图像采集时间。
[0050]优选的，所述图像检测与跟踪误差测试系统还包括：
[0051]共轴分光工装，其用于设置所述导光组件、所述信标观测相机、所述信标图像处理装置、以及所述误差计算装置。
[0052]本专利技术的有益效果：
[0053]利用信标物以及信标观测相机，可以在被测设备工作过程中，不干扰被测设备正常工作的情况下测得图像真值脱靶量信息，进而计算得到被测设备图像检测与跟踪误差，测试过程简单方便，测试结果准确可靠，填补了目前外场实时测试图像检测与跟踪误差设备的空白，解决了采用内场测试图像检测与跟踪误差时，由人工制作图像测试集以及人工标注带来的高人力、财力、物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像检测与跟踪误差测试方法，用于对被测设备(1)的图像检测与跟踪误差进行测试；其特征在于，所述方法包括：设置用于标记跟踪目标(8)质心的信标物(13)，跟踪目标(8)和信标物(13)分别发出目标光束和信标光束；将目标光束和信标光束校准为同轴光束后，分别发送至被测设备(1)和信标观测相机(4)；利用被测设备(1)采集目标光束得到被测目标的第一图像，根据第一图像处理得到被测目标质心的第一位置数据；利用信标观测相机(4)采集信标光束得到信标物(13)的第二图像，根据第二图像处理得到被测目标质心的第二位置数据；计算第一位置数据和第二位置数据的误差得到图像检测与跟踪误差。2.如权利要求1所述的图像检测与跟踪误差测试方法，其特征在于，所述信标物(13)的设置方法为在跟踪目标(8)的质心位置设置一发光物，该发光物为发射特定波段的激光源或反射特定波段的反射层；或所述信标物(13)的设置方法为在跟踪目标(8)的多个位置分别设置一发光物，该发光物为发射特定波段的激光源或反射特定波段的反射层；或所述信标物(13)的设置方法为设置向跟踪目标(8)投射特定波段的照明装置。3.如权利要求1所述的图像检测与跟踪误差测试方法，其特征在于，所述根据第二图像处理得到被测目标的第二位置数据的具体步骤包括：利用图像分割算法对第二图像进行二值化处理，以从第二图像中提取信标物(13)的图像得到掩膜图像；根据掩膜图像，采用位置公式计算得到信标物(13)质心的第三位置数据：根据信标物(13)和跟踪目标(8)的位置关系，对第三位置数据进行转换得到第二位置数据。4.如权利要求3所述的图像检测与跟踪误差测试方法，其特征在于，通过下述位置公式计算得到信标物(13)质心的第三位置数据：位置数据：其中，表示信标物(13)质心的横坐标；表示信标物(13)质心的纵坐标；X表示掩膜图像的横坐标；Y表示掩膜图像的纵坐标；
M表示掩膜图像的横坐标的最大值；N表示掩膜图像的横坐标的最大值；f(x,y)表示掩膜图像在点(x，y)处的灰度值。5.一种图像检测与跟踪误差测试系统，用于对被测设备(1)的图像检测与跟踪误差进行测试；其特征在于，所述系统包括：信标物(13)，其基于跟踪目标(8)设置，用于标记跟踪目标(8)的质心位置；跟踪目标(8)和信标物(13)分别发出目标光束和信标光束；导光组件，其用于将目标光束和信标光束校准为同轴光束后，分别发送至被测设备(1)和信标观测相机(4)；被测设备(1)采集目标光束得到被测目标的第一图像，根据第一图像处理得到被测目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁鸿章，雷杨，胡黎明，彭小康，武春风，李强，张贵清，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：