摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统技术方案

本发明专利技术公开了一种摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统，属于摄像设备领域。该方法包括以下步骤：步骤S1基于摄像机实时采集的图像识别该图像中是否具有跟踪目标；步骤S2基于识别的结果，确定该图像为曝光不足、曝光过度和曝光正常中的一种，以实时调节摄像机的曝光参数。本发明专利技术提供的摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统能够对摄像机的曝光参数进行实时调节，以便在周围环境光线变化的情况下，保证导航系统的导航精度和跟踪目标易于识别，同时省去了人工调节的过程，且还能使得摄像机能够适用于不同光线亮度的场景。的场景。的场景。

【技术实现步骤摘要】
摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统


[0001]本专利技术涉及摄像机设备领域，特别涉及摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统。

技术介绍

[0002]目前，在使用红外双目摄像机时，常常会因为外界环境中光线的强弱严重影响到摄像机对反光物体的姿态捕捉。例如，当外界环境中光线较强时，会导致摄像机采集到的图像曝光过度，因此需要设置较低的曝光参数，以避免因背景过亮而无法捕获反光物体。当外界环境中光线较弱时，会导致摄像机采集到的图像曝光不足，因此需要设置较高的曝光参数，以避免背景过暗而无法捕获反光物体。
[0003]在众多外界环境的光线中，尤其太阳光的影响最大。如果在使用过程中，曝光参数只设定为固定值，则完全不能满足在不同时间和捕获不同位置处的跟踪目标的导航需求。同时，如果在导航过程中突然有光线变化，将会导致导航系统异常。当系统出现异常时，往往不能首先直观判断是否是由于光线影响所导致的，常常需要通过停止导航才能进行故障排查。
[0004]而在现有的光学导航技术中，并没有适用于红外摄像机的曝光参数自适应调节的方案，因此往往在导航开始前，需要人工校定合适的摄像机曝光参数，在后续导航遇到故障时，仍然需要通过人工调节曝光参数来排除故障，由此使得人工操作繁琐，并且无法准确判断所校定的曝光参数是否为较优参数。
[0005]因此，确有必要提供一种适用于红外摄像机的摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本专利技术提供了一种摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统，能至少部分地实现对摄像机的曝光参数进行实时调节，以便在周围环境光线变化的情况下，保证导航系统的导航精度和跟踪目标易于识别，同时省去了人工调节的过程，且还能使得摄像机能够适用于不同光线亮度的场景。所述技术方案如下：
[0007]本专利技术的一个目的是提供了一种摄像机自适应调节的方法。
[0008]本专利技术的另一目的是提供了一种可读存储介质。
[0009]本专利技术的还一目的是提供了一种导航系统。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供了一种摄像机自适应调节的方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]步骤S1基于摄像机实时采集的图像识别所述图像中是否具有跟踪目标；
[0012]步骤S2基于识别的结果，确定所述图像为曝光不足、曝光过度和曝光正常中的一种，以实时调节摄像机的曝光参数。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种可读存储介质，其中，
[0014]所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时以执行上述任一项所述的摄像机自适应调节的方法。
[0015]根据本专利技术的还一方面，提供了一种导航系统，所述导航系统包括可读存储介质、至少一个摄像机、至少一个跟踪目标和上位机，其中，
[0016]所述可读存储介质是上述的可读存储介质，所述可读存储介质设置在所述上位机中，且所述上位机中的处理器执行所述可读存储介质中存储的程序和指令，以调节所述至少一个摄像机中所有的摄像机的曝光参数，所述至少一个摄像机中的摄像机捕获所述至少一个跟踪目标中对应的跟踪目标。
[0017]根据本专利技术的摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统具有以下优点中的至少一个：
[0018](1)本专利技术提供的摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统能够对摄像机的曝光参数进行实时调节，以便在周围环境光线变化的情况下，保证导航系统的导航精度和跟踪目标易于识别；
[0019](2)本专利技术提供的摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统通过采用图像图形识别算法，以剔除摄像机采集图像中的反光标记物，并使用分区域统计剔除反光标记物后的图像的像素亮度值的方法对图像的曝光程度进行判断，从而以自适应的幅度自动调节曝光参数，由此省去了人工调节的过程，同时使得摄像机能够适用于不同光线亮度的场景；
[0020](3)本专利技术提供的摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统通过对图像进行分区域统计设计，能够增加导航系统的运算速度，尤其在检测到某区域曝光率高时，无需继续统计剩余区域，即可得到该图像的曝光程度，由此大幅度降低了导航系统的计算量和系统开销；
[0021](4)本专利技术提供的摄像机自适应调节的方法、可读存储介质和导航系统能够避免导航过程中因光线影响而导致导航异常排查困难的问题。
附图说明
[0022]本专利技术的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是根据本专利技术的一个实施例的摄像机自适应调节的方法的流程图。
具体实施方式
[0024]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。
[0025]目前，在使用红外双目摄像机时，常常会因为外界环境中光线的强弱严重影响到摄像机对反光物体的姿态捕捉。为此本专利技术提供了一种能够基于外界环境中的光线强弱实时调节摄像机的曝光参数的方法，从而至少保证了不论外界光线环境强弱，摄像机均可以采集到曝光正常的图像，由此使得图像中的跟踪目标清晰可见，易于识别，进而保证了导航
系统的精确导航。
[0026]在本文中所使用的术语“形心”可以被广义地理解为在n维空间中，一个对象X的几何中心或者可以理解为将X分成相等的两部分的所有超平面的交点。当几何图形为平面图形时，则形心为其几何中心。当几何图形为立体图形且质量均匀分布时，其形心为其重心。
[0027]参见图1，示出了根据本专利技术的一个实施例的摄像机自适应调节的方法的流程。该方法包括以下步骤：
[0028]步骤S1基于摄像机实时采集的图像识别该图像中是否具有跟踪目标；
[0029]步骤S2基于识别的结果，确定该图像为曝光不足、曝光过度和曝光正常中的一种，以实时调节摄像机的曝光参数。
[0030]在一个示例中，在摄像机开始采集图像之前，我们可以首先将摄像机的曝光参数(例如，例如红外光强度、曝光时间、亮度增益与曝光补偿、增益控制与背光补偿等)调节到最大值，使摄像机此时采集的图像为曝光过度的状态，例如将亮度增益调节到最大值，而与之相对的曝光补偿不变、或者设置为固定值、或者调节到最小值，只要保证摄像机开始采集时最先采集到的图像为曝光过度的。当然，本领域技术人员可以根据自身的特定使用场景，将曝光参数调节到最小值，使摄像机在最开始采集时所采集到的图像为曝光不足。
[0031]在一个示例中，所述跟踪目标可以为反光部件(例如反光小球)，也可以为其他能够被摄像机识别的标识物，还可以为摄像机需要采集的任何对象(例如病患、病患的身体部位、靶点、治疗椅、治疗床、探针、治疗仪等等)。
[0032]下面将以摄像机为红本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像机自适应调节的方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1基于摄像机实时采集的图像识别所述图像中是否具有跟踪目标；步骤S2基于识别的结果，确定所述图像为曝光不足、曝光过度和曝光正常中的一种，以实时调节摄像机的曝光参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤S1中，识别所述图像中是否具有跟踪目标的方法为检测所述图像中是否具有与所述跟踪目标相对应的图形。3.根据权利要求2所述的方法，其中，当检测到所述图像中具有与所述跟踪目标相对应的图形时，获得所述图形的形心的位置和尺寸，根据所述形心的位置和尺寸确定所述图像中具有所述跟踪目标。4.根据权利要求3所述的方法，其中，检测所述图像中是否具有与所述跟踪目标相对应的图形的方法为通过霍夫变换或广义霍夫变换对所述图像中的图形进行识别。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤S2进一步包括：当所述结果为确定所述图像中具有所述跟踪目标时，则统计所述跟踪目标在所述图像中的第一曝光量E1，并基于所述第一曝光量E1确定所述图像为曝光不足、曝光过度和曝光正常中的一种。6.根据权利要求5所述的方法，其中，统计所述跟踪目标在所述图像中的第一曝光量E1，并基于所述第一曝光量E1确定所述图像为曝光不足、曝光过度和曝光正常中的一种的方法包括以下步骤：统计所述图像中的所有所述图形的像素点的像素值小于第一阈值的像素点的所述第一曝光量E1，当所述第一曝光量E1大于等于第二阈值时，则确定所述图像为曝光不足，并按照第一步长S1调节所述曝光参数；当所述第一曝光量E1小于所述第二阈值时，则统计所述图像中除跟踪目标外的其余部分的第二曝光量E2，基于所述第二曝光量E2确定所述图像为曝光过度和曝光正常中的一种。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一步长S1的表达式为：S1＝E1×
k1式中，E1表示所述第一曝光量，k1表示第一预设系数，k1的取值范围为0.1～0.3。8.根据权利要求7所述的方法，其中，k1设置为0.2，所述第一步长的范围为S1≥0.002，按照第一步长S1调节的曝光参数为归一化后的曝光参数。9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一曝光量E1为第一数量占据第二数量的比例，所述第一数量为所述图像中的所有所述图形的像素点的像素值小于第一阈值的像素点的数量，所述第二数量为所述图像中的所有所述图像的像素点的总数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二阈值的取值范围为10％～30％，所述图像为灰度图，所述像素值和第一阈值均为灰度值，所述第一阈值的取值范围为230～255。11.根据权利要求6所述的方法，其中，统计所述图像中除跟踪目标外的其余部分的第二曝光量E2，基于所述第二曝光量E2确定所述图像为曝光过度和曝光正常中的一种的方法包括以下步骤：设置所述图像中除跟踪目标外的其余部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨镇郡，
申请(专利权)人：北京优脑银河科技有限公司，
类型：发明
国别省市：