【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及姿态检测，尤其涉及一种面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、大型高端装备精密制造与装配对目标六自由度的精准测量提出了越来越高的要求，针对大型飞机装配，轨道对接，工装测量，机器人校准等，国内制造领域长期以来缺乏高精度高动态大范围六自由度测量手段，特别是工业三维姿态测量手段，要求具有测量范围大、精度高、动态性好等特点，研制难度很大。
2、激光跟踪靶标法利用激光跟踪仪结合合作靶标进行姿态的测量，该方法利用固定在激光跟踪仪上的高速相机对合作靶标上的目标特征点进行成像采集，并根据特征点的相对位置关系进行位姿参数的计算，该方法动态性能好，可靠性高，且能够跟随激光跟踪仪同步进行大范围的动态测量。
3、目前国内基于视觉的激光跟踪仪姿态测量法能实现俯仰角，偏航角和横滚角的三维动态姿态测量，但是测量速度较低。影响测量速度的主要原因是后端图像处理性能的不匹配，在单位时间里，单计算芯片无法完成相应的图像处理操作，则会影响采集到的视频信息的实时性，导致处理后输出的图像帧率下降，甚至丢失跟踪的目标。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法、装置、设备及介质，可解决以上至少一个技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供一种面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，包括：
3、获取包含目标对象的多帧图像数据；
4、利用fpga对所述多帧图像数据进行处理，提取
5、将所述特征点位置信息发送给gpu进行姿态计算，得到所述目标对象的姿态信息。
6、在本专利技术一实施例中，通过并行处理的方式，执行所述利用fpga对所述多帧图像数据进行处理，提前特征点的位置信息的操作。
7、在本专利技术一实施例中，所述利用fpga对所述多帧图像数据进行处理，提取所述目标对象的特征点的位置信息包括：
8、对于每帧所述图像数据，在每到达一时钟周期，获取所述图像数据中的8个像素点的数据并存储为一组数据，直至存储2*x+3组数据对3*3矩阵的像素点进行算子检测，得到所述特征点的位置信息，所述x表示传输一行像素点的数据所需要的时钟数。
9、在本专利技术一实施例中，采用状态机，执行所述利用fpga对所述图像数据进行处理，提取所述目标对象的特征点的位置信息的操作；
10、在输入的数据为第一帧所述图像数据的第一行像素点的情况下，所述状态机的状态为第一状态，且在存储的数据的地址为x+1时跳转到第二状态；
11、在处理第一行像素点的情况下，所述状态机的状态为所述第二状态，且在存储的数据的地址为2x+1时跳转到第三状态；
12、在处理非第一行像素点和非最后一行像素点的情况下，所述状态机的状态为所述第三状态，且在接收到所述图像数据的帧同步信号时将所述地址置为0并跳转到第四状态；
13、在处理最后一行像素点的情况下，所述状态机的状态为所述第四状态，且在存储的数据的地址为x+1时跳转到所述第二状态。
14、在本专利技术一实施例中，采用左移数组的方式，存储所述一组数据，且将当前时钟下的输入数据存到低位。
15、在本专利技术一实施例中，所述多帧图像数据通过使用固定在激光跟踪仪上的相机对目标对象进行视觉成像而得，所述相机采用camera-link数据接口。
16、本专利技术实施例第二方面提供一种面向激光跟踪仪的姿态解算加速装置，包括：
17、激光跟踪仪，用于跟踪目标对象；
18、固定在激光跟踪仪上的相机，所述相机用于对所述目标对象进行视觉成像，得到包含所述目标对象的多帧图像数据；
19、fpga，用于对所述多帧图像数据进行处理，提取所述目标对象的特征点的位置信息；
20、gpu，用于对所述特征点位置信息进行姿态计算，得到所述目标对象的姿态信息。
21、本专利技术实施例第三方面提供了一种电子设备，包括：
22、存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本专利技术实施例第一方面提供的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法。
23、本专利技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术实施例第一方面提供的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法。
24、从上述本专利技术实施例可知，本专利技术提供的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法、装置、电子设备及存储介质，采用了fpga-gpu异构的架构，提高了整个系统的性能和算力，利用fpga的并行方式对图像进行预处理，加快了处理的过程，提高了处理的实时性，采用gpu进行姿态算法的嵌套，提高了计算的效率，满足了高精度，高动态性等要求。
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1.一种面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，通过并行处理的方式，执行所述利用FPGA对所述多帧图像数据进行处理，提前特征点的位置信息的操作。
3.根据权利要求1或2所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，所述利用FPGA对所述多帧图像数据进行处理，提取所述目标对象的特征点的位置信息包括：
4.根据权利要求1所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，采用状态机，执行所述利用FPGA对所述图像数据进行处理，提取所述目标对象的特征点的位置信息的操作；
5.根据权利要求3所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，采用左移数组的方式，存储所述一组数据，且将当前时钟下的输入数据存到低位。
6.根据权利要求1所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，所述多帧图像数据通过使用固定在激光跟踪仪上的相机对目标对象进行视觉成像而得，所述相机采用Camera-Link数据接口。
7.一种面向激光跟踪仪的姿
8.一种电子设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至6中的任一项所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法中的各个步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至6中的任一项所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法中的各个步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，通过并行处理的方式，执行所述利用fpga对所述多帧图像数据进行处理，提前特征点的位置信息的操作。
3.根据权利要求1或2所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，所述利用fpga对所述多帧图像数据进行处理，提取所述目标对象的特征点的位置信息包括：
4.根据权利要求1所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，采用状态机，执行所述利用fpga对所述图像数据进行处理，提取所述目标对象的特征点的位置信息的操作；
5.根据权利要求3所述的面向激光跟踪仪的姿态解算加速方法，其特征在于，采用左移数组的方式，存储所述一组数据，且将...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁瑞迪，王博，董登峰，周维虎，张佳，程智，邱启帆，孟语璇，朱志忠，崔成君，王国名，高豆豆，高超，李洋，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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