基本信息
- 項(xiàng)目名稱:
- “智能眼”——融合信息感知系統(tǒng)
- 小類:
- 信息技術(shù)
- 大類:
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介:
- 本作品充分發(fā)揮了紅外、CCD和微光傳感器的互補(bǔ)性,研制出全天候、多波段工作的融合信息感知系統(tǒng),為觀察者提供更豐富的圖像信息。作品采用“開窗”快速配準(zhǔn)技術(shù)、基于色彩傳遞的區(qū)域圖像融合算法和基于多窗口特征提取方法,實(shí)現(xiàn)更符合人眼視覺特性的像素級彩色圖像實(shí)時(shí)融合。作品體積小、性能好,具備一定防震、防曬和防淋的能力。適合機(jī)場安檢、大樓全景監(jiān)控、海上搜救、車載夜視等,將來可根據(jù)市場需求形成系列產(chǎn)品。
- 詳細(xì)介紹:
- 本作品充分發(fā)揮了紅外、CCD和微光傳感器的互補(bǔ)性,研制出全天候、多波段工作的融合信息感知系統(tǒng),為觀察者提供更豐富的圖像信息。作品研制了實(shí)時(shí)圖像融合的信息感知系統(tǒng),采用“開窗”快速配準(zhǔn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了融合成像的實(shí)時(shí)像素級配準(zhǔn);采用基于色彩傳遞的區(qū)域圖像融合算法,實(shí)現(xiàn)了更符合人眼視覺特性的彩色圖像融合;采用基于多窗口特征提取的方法提取圖像特征,減小系統(tǒng)運(yùn)算量,實(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)拼接;采用光纖技術(shù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。本作品體積小、性能好,具備一定防震、防曬和防淋的能力。適合機(jī)場安檢、大樓全景監(jiān)控、海上搜救、車載夜視等,將來可根據(jù)應(yīng)用場合和客戶需求衍生出系列產(chǎn)品,產(chǎn)品市場前景廣闊,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的:目前區(qū)域監(jiān)控、海上預(yù)警、水上搜救、車載夜視系統(tǒng)中單傳感器存在成像單一,不能全天候、多波段工作,從而留下監(jiān)控死角,給公共安全事件的提前預(yù)防和事后分析帶來困難。而通過多光譜圖像融合技術(shù),可以綜合各傳感器特性,研制出全天候、多波段工作的融合信息感知系統(tǒng)。本系統(tǒng)可應(yīng)用于以上領(lǐng)域,并可與物聯(lián)網(wǎng)對接,進(jìn)行遠(yuǎn)程控制?;驹O(shè)計(jì)思路:運(yùn)用嵌入式技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)基于紅外和可見光融合的遠(yuǎn)距離信息感知系統(tǒng)。創(chuàng)新點(diǎn):(1)系統(tǒng)采用高速信號(hào)處理、人機(jī)交互和智能控制等技術(shù)。(2)系統(tǒng)采用“開窗”快速配準(zhǔn)技術(shù),建立求解窗口圖像的仿射變換方程,給出反映雙源圖像的坐標(biāo)映射關(guān)系,實(shí)現(xiàn)融合成像的像素級實(shí)時(shí)配準(zhǔn);系統(tǒng)采用基于色彩傳遞的區(qū)域圖像融合算法,實(shí)現(xiàn)符合視覺特性的彩色圖像融合。(3)系統(tǒng)采用多窗口特征提取方法提取圖像特征,降低算法復(fù)雜度,實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)拼接。關(guān)鍵技術(shù):(1)高速信號(hào)處理、人機(jī)交互和智能控制技術(shù)。(2)快速圖像配準(zhǔn)技術(shù),建立反映源圖像坐標(biāo)映射關(guān)系的仿射變換方程。(3)基于色彩傳遞的區(qū)域彩色圖像融合技術(shù)。(4)圖像拼接中的圖像特征實(shí)時(shí)性提取技術(shù)。主要技術(shù)指標(biāo):PAL和SECAM制式視頻源,幀頻為25幀/秒;NTSC制式視頻源,幀頻為30幀/秒 ;探測距離:0至3km(2.3×2.3平方米車輛目標(biāo));配準(zhǔn)精度:≤ 1像素;工作溫度:-20℃至50℃;儲(chǔ)存溫度:-20℃至70 ℃;功耗:< 25W; 光軸夾角:< 0.5mRad;視場重合度:> 95%。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本系統(tǒng)的科學(xué)性、先進(jìn)性: (1)實(shí)時(shí)圖像融合的信息感知系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了全方位、全天候?qū)崟r(shí)圖像融合。與國內(nèi)外已經(jīng)配備的一些系統(tǒng)相比具有很大優(yōu)勢。例如,相比美國FLIR公司的VoyagerII多傳感器熱成像系統(tǒng),本系統(tǒng)具有圖像融合、開窗配準(zhǔn)的功能,且性價(jià)比高。 (2)在我國現(xiàn)有的光電成像系統(tǒng)中,大多采用CCD、微光電視或熱像儀等成像系統(tǒng),光學(xué)參數(shù)不盡相同。本研究小組提出的基于“開窗”的圖像配準(zhǔn)方法和所設(shè)計(jì)的圖像融合電路,能很好地解決視場不同的成像設(shè)備之間的融合問題。(3)采用了基于色彩傳遞的區(qū)域圖像融合算法,滿足人眼的視覺特性,算法集成在DSP芯片內(nèi)部,達(dá)到了體積小、功耗低的目的。(4)實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的全景無縫拼接和全景視頻實(shí)時(shí)顯示,擴(kuò)大了感知系統(tǒng)的觀察視野,從而代替了價(jià)格昂貴的魚眼攝像機(jī),降低系統(tǒng)成本。 參考文獻(xiàn)資料: [1]韓崇昭, 朱洪艷, 段戰(zhàn)勝等. 多源信息融合. 第1版. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2006.4
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 ■現(xiàn)場演示 ■圖片 ■錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明:系統(tǒng)開機(jī)后自動(dòng)進(jìn)行初始化和參數(shù)配置,之后可進(jìn)入工作模式,工作人員可在后方對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢: 關(guān)鍵技術(shù)為自主創(chuàng)新,采用高性能嵌入式系統(tǒng),抗干擾能力強(qiáng);采用多傳感器融合技術(shù),能有效地提高目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和識(shí)別概率;采用光纖技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸,保證信號(hào)質(zhì)量,降低成本。適用范圍:可用于民航、鐵路、港口、長途客運(yùn)站的探測與監(jiān)控,及洪災(zāi)、火災(zāi)等惡劣條件下人員和重要物資的搜尋等。推廣應(yīng)用前景:本系統(tǒng)可用于機(jī)場、碼頭、港口、政府機(jī)關(guān)、企業(yè)核心部門、電力系統(tǒng)的全景監(jiān)控和水上搜救等。本系統(tǒng)曾在南京尊榮信息系統(tǒng)有限公司的“平安港口”的演示項(xiàng)目中進(jìn)行試用,受到眾多來訪客戶的好評。市場分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測:本作品可用于水面搜救、機(jī)場、政府行政大樓的全景監(jiān)控,本監(jiān)控系統(tǒng)目標(biāo)單臺(tái)售價(jià)2萬元左右,需求量約為2萬臺(tái),可創(chuàng)造約4個(gè)億的經(jīng)濟(jì)效益;還可用于車載夜視系統(tǒng),銷售目標(biāo)定位在汽車上,預(yù)計(jì)售價(jià)為1萬元,汽車保守估計(jì)300萬輛,市場潛在經(jīng)濟(jì)規(guī)??蛇_(dá)300個(gè)億。
同類課題研究水平概述
- 隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展,成像技術(shù)越來越多的被應(yīng)用到我們的生活中。例如重點(diǎn)碼頭、港口、飛機(jī)場、車輛駕駛、飛機(jī)駕駛、搜救以及安檢等。這些成像系統(tǒng)的應(yīng)用,很大程度上提升了重要設(shè)備、人員的安全性以及搜救工作的成功率,解放了傳統(tǒng)意義上要依靠人眼去觀察或搜索帶來的麻煩以及觀察人員容易產(chǎn)生疲勞的特點(diǎn),在提升安全系數(shù)和搜救成功率的同時(shí),又大大減少了人力資源的消耗。(1)國外發(fā)展現(xiàn)狀:美國IEC Infrared System公司推出的VipIR 嵌入式圖像處理系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠提供增強(qiáng)后的紅外影像以及具備一些特殊功能;美國FLIR公司已經(jīng)生產(chǎn)了一款名為VoyagerⅡ“航海家”多傳感器熱成像系統(tǒng),該系統(tǒng)可應(yīng)用于執(zhí)法安保、海上搜救、船舶航行等方面;德國新款梅賽德斯-奔馳S550已經(jīng)裝備了由紅外線頭燈和駕駛艙內(nèi)安裝的黑白圖像液晶顯示器組成的夜視儀。這些產(chǎn)品大都采用高分辨高成本的探測器,技術(shù)相對成熟,但價(jià)格昂貴,且信息融合技術(shù)涉及到軍事探測和軍事打擊領(lǐng)域,關(guān)鍵技術(shù)對我國封鎖。(2)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀:廣州颯特的“SAT-CK350-VN紅外熱成像網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)”,可以應(yīng)用在機(jī)場、碼頭、電力系統(tǒng)、政府大樓以及企業(yè)大樓的安全監(jiān)控方面;武漢高德紅外的IR370A 船載紅外光電系統(tǒng)主要用于水上搜救、保障航船安全航行以及配合雷達(dá)進(jìn)行海面目標(biāo)搜索、取證;東莞市美保馭汽車智能科技有限公司生產(chǎn)的汽車駕駛安全輔助系統(tǒng)中就具有汽車夜視系統(tǒng)功能,在夜間能將汽車前方150米路況清晰顯示在車載液晶屏幕上。 綜上所述:現(xiàn)在的信息感知系統(tǒng)的發(fā)展趨勢總體是朝著多傳感器探測、圖像開窗融合、智能化和小型化方向發(fā)展。國內(nèi)現(xiàn)有的信息感知系統(tǒng)大多停留在單一傳感器采集信息的階段,國外已經(jīng)在此基礎(chǔ)上將產(chǎn)品的研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向多傳感器實(shí)時(shí)圖像融合技術(shù),其系統(tǒng)的成像質(zhì)量、處理速度、精度均高于國內(nèi)產(chǎn)品,但價(jià)格昂貴。