一种车载红外热像仪快速识别人体目标的方法技术

本发明专利技术公开了一种车载红外热像仪快速识别人体目标方法，包括：获取行车过程中的红外热像图，并对其进行二值化处理；在二值化处理后的图像中识别出符合模板图像的目标；读取车辆速度，计算车辆速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间的换算关系；根据所述换算关系，获得在不同的车辆速度情况下目标在红外热像图上像素高度变化与时间变化情况的相互关系表；根据所述相互关系表和车辆行驶时人体目标的判别公式进行人体目标判定；本发明专利技术能够有效提高车载红外热像仪对人体目标的识别率与识别速度；能够对远距离人体目标进行识别，能够保证驾驶安全。够保证驾驶安全。够保证驾驶安全。

【技术实现步骤摘要】
一种车载红外热像仪快速识别人体目标的方法


[0001]本专利技术属于汽车辅助驾驶
，更具体地，涉及一种车载红外热像仪快速识别人体目标的方法。

技术介绍

[0002]自然界中一切温度高于绝对零度(
‑
273.15℃)的物体，每时每刻都在向外辐射红外线，红外辐射的物理本质是热辐射。红外热成像是利用目标和背景或目标各部分之间的温度差或辐射差异形成的红外辐射特征图像来发现和识别目标。红外热像仪是基于红外热成像原理，通过能透过红外辐射的红外光学系统将视场内景物的红外辐射聚焦到能够将红外辐射能转换为便于测量的物理量的红外探测器上，红外探测器再将强弱不等的辐射信号转换成相应的电信号，然后经过放大和视频处理，在显示终端上形成可供人眼观察的视频图像。
[0003]红外热像仪具有以下优势：一、不受光线变换的影响，可解决人眼受强光照射的眩目问题；二、不受光线强弱的影响，可解决夜晚视野受限的问题；三、穿透性强，可提升雨、雪、雾、霾及沙尘等恶劣天气条件下的视野受限问题。因其显著的优势，红外热像仪已成为车辆高级驾驶辅助系统(ADAS)中不可缺少的一项技术，能够大大提升驾驶安全性与舒适性。目前，车载红外热像仪主要有两大应用场景：一、探测并显示车辆前方视野的视频图像，增强恶劣条件下的驾驶员视野；二、集成算法，对车辆前方的行人进行识别与距离计算，当存在潜在碰撞危险时对驾驶员进行安全提示。
[0004]目前，基于红外热像仪的传统人员识别算法在某些特定的应用中已经取得了较好的效果，但仍然存在许多不足。例如：人体目标在距离较远的情况下，无法有效识别。
[0005]这些算法多数采用的是深度学习方法，深度学习是直接通过学习数据更新参数，避免了人工设计复杂的算法流程，并且有着极高的鲁棒性和精度。但是深度学习的本质其实就是机器学习，其根据统计学的原理，需要提供足够多的数据，经过定义模型、收集分析数据、注入训练改进模型、输出结果，并循环执行上述过程不断提高精度。简而言之，就是需要提供足够多的、各种各样的物体表面模板，用于算法进行训练建模。这在实际使用中对红外热像仪的图像处理能力提出了更高的要求，导致热像仪的硬件成本的提高以及功耗的提高。
[0006]上述方法的最大缺点：对于模板要求的图像分辨率较高，导致计算资源要求较高。同时在镜头焦距不变情况下，高分辨率的目标图像只有在较近的距离上才能采集到，导致人体目标只有在比较近距离上才能判别。
[0007]因此，有必要设计出一种用于车载红外热像仪的快速识别人体目标的方法，一方面在人体目标距离车辆较远时，可快速定位人体目标并标记，有效提高车载红外热像仪对人体目标的识别率与识别速度，另一方面这种识别方法应简单快速，仅需消耗极小的计算资源，有效降低设备的成本与功耗。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种车载红外热像仪快速识别人体目标的方法，根据车辆行驶速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间之间的关系快速识别人体目标，在人体目标距离车辆较远时，可快速定位人体目标并标记，有效提高车载红外热像仪对人体目标的识别率与识别速度。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供一种车载红外热像仪快速识别人体目标的方法，包括如下步骤：
[0010]S1：通过红外热像仪获取行车过程中的红外热像图，并对所述红外热像图进行二值化处理，获得二值化图像；
[0011]S2：在二值化图像中进行目标识别，根据目标在二值化图像中呈现的像素高度，识别出图像中符合模板图像的目标；
[0012]S3：读取车辆速度，计算车辆速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间的换算关系；
[0013]S4：根据车辆速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间的换算关系，获得在不同的车辆速度情况下目标在红外热像图上像素高度变化与时间变化情况的相互关系表；
[0014]S5：根据不同的车辆速度情况下目标在红外热像图上像素高度变化与时间变化情况的相互关系表和车辆行驶时人体目标的判别公式进行人体目标判定。
[0015]进一步地，步骤S2中在二值化图像中进行目标识别包括如下步骤：
[0016]选取一块典型图像作为模板图像，并根据其灰度值创建模板；
[0017]通过归一化互相关匹配算法衡量处理模块中模板图像和二值化图像之间的关系，识别并获得二值化图像中符合模板图像的目标。
[0018]进一步地，步骤S3中读取车辆速度是通过处理模块实现的；
[0019]步骤S3中车辆速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间的换算关系的获得包括如下步骤：
[0020]S31：根据红外热像仪的镜头焦距、红外热像仪的探测器像元间距和被测目标高度，获得目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度时红外热像仪与被测目标之间的距离；
[0021]S32：计算目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆与被测目标之间距离的变化；
[0022]S33：根据目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆与被测目标之间距离的变化和车辆行驶速度，计算目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度所需的时间。
[0023]进一步地，步骤S31中目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度时红外热像仪与被测目标之间的距离通过式(4)计算：
[0024][0025]其中，L为目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度时红外热像仪与被测目标
之间的距离；F为红外热像仪镜头焦距；H为常规目标高度；P为红外热像仪探测器像元间距；N为目标在图像显示的像素高度。
[0026]进一步地，步骤S32中目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆与被测目标之间变化的距离通过式(6)计算：
[0027][0028]其中，ΔL为目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆与被测目标之间距离的变化值。
[0029]进一步地，步骤S33中，目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度所需的时间通过式(7)计算：
[0030][0031]其中，Δt为目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度所需的时间；V为车辆的行驶速度。
[0032]进一步地，步骤S5还包括如下步骤：
[0033]S51：读取车辆行驶速度，根据不同车辆行驶速度下判定人体目标的起始像素高度的取值公式，对照不同车辆速度情况下目标在红外热像图上像素高度变化与时间变化情况的相互关系表，确定判定人体目标的起始像素高度，并标记；
[0034]S52：分别计算目标在红外热像图上所述判定人体目标的起始像素高度之后像素高度每增加一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载红外热像仪快速识别人体目标方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：通过红外热像仪获取行车过程中的红外热像图，并对所述红外热像图进行二值化处理，获得二值化图像；S2：在二值化图像中进行目标识别，根据目标在二值化图像中呈现的像素高度，识别出图像中符合模板图像的目标；S3：读取车辆速度，计算车辆速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间的换算关系；S4：根据车辆速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间的换算关系，获得在不同的车辆速度情况下目标在红外热像图上像素高度变化与时间变化情况的相互关系表；S5：根据不同的车辆速度情况下目标在红外热像图上像素高度变化与时间变化情况的相互关系表和车辆行驶时人体目标的判别公式进行人体目标判定。2.根据权利要求1所述的一种车载红外热像仪快速识别人体目标方法，其特征在于，步骤S2中在二值化图像中进行目标识别包括如下步骤：选取一块典型图像作为模板图像，并根据其灰度值创建模板；通过归一化互相关匹配算法衡量处理模块中模板图像和二值化图像之间的关系，识别并获得二值化图像中符合模板图像的目标。3.根据权利要求2所述的一种车载红外热像仪快速识别人体目标方法，其特征在于，步骤S3中读取车辆速度是通过处理模块实现的；步骤S3中车辆速度和目标在二值化图像中呈现的像素高度从一个像素高度变化到下一个像素高度所需时间的换算关系的获得包括如下步骤：S31：根据红外热像仪的镜头焦距、红外热像仪的探测器像元间距和被测目标高度,获得目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度时红外热像仪与被测目标之间的距离；S32：计算目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆与被测目标之间距离的变化；S33：根据目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆与被测目标之间距离的变化和车辆行驶速度，计算目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度所需的时间。4.根据权利要求3所述的一种车载红外热像仪快速识别人体目标方法，其特征在于，步骤S31中目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度时红外热像仪与被测目标之间的距离通过式(5)计算：其中，L为目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度时红外热像仪与被测目标之间的距离；F为红外热像仪镜头焦距；H为常规目标高度；P为红外热像仪探测器像元间距；N为目标在图像显示的像素高度。5.根据权利要求4所述的一种车载红外热像仪快速识别人体目标方法，其特征在于，步骤S32中目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆
与被测目标之间变化的距离通过式(6)计算：其中，ΔL为目标在红外热像图上呈现N个像素点像素高度到N+1个像素点像素高度变化时车辆与被测目标之间距离的变化值。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军，付畅，姜俊，向天鸽，马雯清，马建军，庞文正，
申请(专利权)人：浙江大立科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：