一种用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法技术

本发明专利技术公开了一种用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，包括S1采集多次测试目标所在象限的坐标点数据，并采样当前转台移动步长；S2绘制散点图，采用散点图进行线性回归分析，推导得到回归系数；S3点击屏幕图像上目标显示位置，得到实际目标所在图像象限和位置；S4给出目标移动到图像中心需要转台移动步长；S5根据实际目标位置数据和回归系数计算需要补偿的转台移动步长；S6计算得到最终的移动步长，并移动转台将目标移动到图像中心。本发明专利技术通过散点图采样方式来进行线性回归分析，基于获得的回归系数提高设备自动对准精度，可在发现目标后快速对目标进行对中瞄准，快速进行后面的打击或压制操作。后面的打击或压制操作。后面的打击或压制操作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法


[0001]本专利技术属于图像对准的
，具体涉及一种用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法。

技术介绍

[0002]激光探测技术利用敌狙击步枪上的光学瞄准镜易反射光线的原理探测敌方狙击手的位置。使用该技术的系统由红外半导体激光照明器、护眼激光测距仪、摄像机和全球定位系统组成。它利用的是“猫眼”效应，即当激光主动照射监控区域，被照射区域如果存在可见光及近红外光学系统，则光学系统焦平面上的光学元件会定向反射回激光，一般定向反射回的激光能量密度为其它非光学区域的10000倍，因此被摄像机接收下来，将其位置叠加在场景的电视画面上。该技术是通过散点图计算出落在图像的四个象限上各个点的偏移量，并通过偏移量补偿到转台的移动距离计算中，使需要关注的目标点位置通过转台自动移动到图像视野正中。而目前没有发现在该领域使用散点图作为获取偏移量参与位置对中的算法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，以解决或改善上述的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0005]一种用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，其包括以下步骤：
[0006]S1、采集多次测试目标所在象限的坐标点数据，并进行当前转台移动步长的采样；
[0007]S2、绘制散点图，采用散点图进行线性回归分析，推导得到回归系数；
[0008]S3、点击屏幕图像上目标显示位置，得到实际目标所在图像象限和位置；
[0009]S4、给出目标移动到图像中心需要转台移动的X方向和Y方向的转台移动步长；
[0010]S5、根据实际目标位置数据和回归系数计算需要补偿的转台移动步长；
[0011]S6、根据给出的X方向和Y方向的转台移动步长以及补偿的转台移动步长，计算得到最终的移动步长，并移动转台将目标移动到图像中心。
[0012]进一步地，步骤S1在采集多次测试目标所在象限的坐标点数据，并进行当前转台移动步长的采样，包括：
[0013]S1.1、采集多次测试目标数据，并采用慢时间降采样排列；
[0014]S1.2、对采用慢时间降采样排列的目标数据进行预处理，包括数字解调、匹配和滤波处理。
[0015]进一步地，步骤S2中绘制散点图，采用散点图进行线性回归分析，推导得到回归系数，包括：
[0016]采集多次测试目标所在的象限的坐标点与转台位置移动系数所形成的散点图推导出目标位置与转台移动系数落在图像的四个象限上运动系数关系系数；
[0017]即通过绘制散点图，将4个象限分开进行4个线性回归分析，采用散点图进行线性回归分析，进行二维转台移动步长的预测或者映射。
[0018]进一步地，步骤S5根据实际目标位置数据和回归系数计算需要补偿的转台移动步长，包括：
[0019]Y
x
＝K1
×
M
x2
‑
K2
×
M
x
+K3
[0020]Y
y
＝K1
×
M
y2
‑
K2
×
M
y
+K3
[0021]其中，Y
x
为选中目标在某个象限的水平方向的二维转台步长补偿值；Y
y
为选中目标在某个象限的垂直方向的二维转台步长补偿值；M
x
为选中目标在某个象限的水平方向的实际位置值；M
y
为选中目标在某个象限的垂直方向的实际位置值；K1,K2,K3为回归系数。
[0022]进一步地，回归系数的求解，包括以下步骤：
[0023]S5.1、根据实际目标位置数据和回归系数构建二维转台步长补偿模型：
[0024]Y＝K1
×
M2‑
K2
×
M+K3
[0025]选取若干组(Yn，Mn)，其中，n为数量，Yn为作为结果输出，Mn为输入，并得到若干组回归系数K1
i
、K2
i
、K3
i
，其中，K1
i
、K2
i
和K3
i
分别为求解得到的第i组系数，i＝1、2、
…
N，N≥7000000；
[0026]S5.2、在N组系数K1
i
、K2
i
、K3
i
中随机选取W1组系数K1
j
、K2
j
、K3
j
，j＝1、2、
…
W1，1000≤W1≤N，将W组系数分别带入模型中，得到：
[0027]Y
j
＝K1
j
×
M
j2
‑
K2
j
×
M
j
+K3
j
[0028]其中，Y
j
和M
j
分别为K1
j
、K2
j
、K3
j
对应下的模型的输出和输入；
[0029]S5.3、计算目标误差函数Z：
[0030][0031]其中，Z1为随机组W1对应下的目标误差函数。
[0032]进一步地，重复多次步骤S5.2和步骤S5.3，得到关于目标误差函数的数据集(Z1，Z2，
…
，Zd)，d为重复次数；
[0033]对d组目标误差函数进行排序，筛选得到数据集中目标函数最小的Zmin；并定义最小目标误差函数值Zmin对应的系数K1
j
、K2
j
、K3
j
为最优解。
[0034]本专利技术提供的用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，具有以下有益效果：
[0035]本专利技术通过散点图采样方式来进行线性回归分析，基于获得的回归系数提高设备自动对准精度，可在发现目标后快速对目标进行对中瞄准，快速进行后面的打击或压制操作，很大程度上提高了设备的工作效率，为被保护对象争取了更多的时间。
[0036]本专利技术通过构建二维转台步长补偿模型，采用随机选取和最小目标误差函数值的求解，进行回归系数的求解，由于本专利技术涉及的数据量巨大，若采用常规的最小二乘法或者矩阵法作为核心求解回归系数，在需要花费巨大的时间资源和硬件资源进行求解，得不偿失，与常规方法相比，本专利技术计算量小，且采用多组随机进行结合，随机性强，真实性强，且计算效率具有本质的提升。
附图说明
[0037]图1为用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法的流程框图。
[0038]图2为用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法四个象限中目标点距离中心点的位置关系图。。
[0039]图3为用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集多次测试目标所在象限的坐标点数据，并进行当前转台移动步长的采样；S2、绘制散点图，采用散点图进行线性回归分析，推导得到回归系数；S3、点击屏幕图像上目标显示位置，得到实际目标所在图像象限和位置；S4、给出目标移动到图像中心需要转台移动的X方向和Y方向的转台移动步长；S5、根据实际目标位置数据和回归系数计算需要补偿的转台移动步长；S6、根据给出的X方向和Y方向的转台移动步长以及补偿的转台移动步长，计算得到最终的移动步长，并移动转台将目标移动到图像中心。2.根据权利要求1所述的用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，其特征在于，所述步骤S1在采集多次测试目标所在象限的坐标点数据，并进行当前转台移动步长的采样，包括：S1.1、采集多次测试目标数据，并采用慢时间降采样排列；S1.2、对采用慢时间降采样排列的目标数据进行预处理，包括数字解调、匹配和滤波处理。3.根据权利要求1所述的用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，其特征在于，所述步骤S2中绘制散点图，采用散点图进行线性回归分析，推导得到回归系数，包括：采集多次测试目标所在的象限的坐标点与转台位置移动系数所形成的散点图推导出目标位置与转台移动系数落在图像的四个象限上运动系数关系系数；即通过绘制散点图，将4个象限分开进行4个线性回归分析，采用散点图进行线性回归分析，进行二维转台移动步长的预测或者映射。4.根据权利要求1所述的用于反狙击手机器人的光电跟踪图像对准方法，其特征在于，所述步骤S5根据实际目标位置数据和回归系数计算需要补偿的转台移动步长，包括：Y
x
＝K1
×
M
x2
‑
K2
×
M
x
+K3Y
y
＝K1
×
M
y2
‑
K2
×
M
y
+K3其中，Y
x
为选中目标在某个象限的水平方向的二维转台步长补偿值；Y
y
为选中目标在某个象限的垂直方向的二维转台步长补偿值；M
x
为选中目标在某个象限的水平方向的实际位置值；M
y
为选中目标在某个象限...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，唐剑，杨俊永，周勇，达君，
申请(专利权)人：绵阳久强智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：