专利名称：具有对活动目标探测及位置测量功能的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及目标测量及定位技术领域，特别涉及移动目标测量及定位技术领域。
背景技术：
在传统的监控系统中，摄像装置是非常重要的一个环节。它的优点是可以直观地反映监控区域的情况，便于保安人员采取相应的对策。更重要的是便于对现场人员进行识别、案情分析和对嫌疑人员的追踪。摄像装置使其他报警装置如微波、红外线、超声波探测器所不能取代的。然而，传统摄像装置的缺陷在于其不能识别移动目标，在没有其他探测装置的协同下，不能对进入监控区域的目标进行报警，从而延误处理时机。此外，常用的移动目标探测装置作用范围较小，且不适合在室外的大范围场合下应用。同时，一般的探测装置都没有对移动目标定位的功能，在环境比较杂乱的场合容易引起误会和虚报。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种具有对活动目标探测及位置测量功能的装置，即有一般数字摄像机或照相机的基本功能，摄取或拍摄现场图像并输出视频信号或数字图像信号；又可在其视野范围内自动探测移动的目标物体并对其进行处理分析，计算出目标所处的位置，将移动目标的相关信息输出到外部系统；配置相应的外设，多用途应用，如作为监控报警设备，可根据警戒范围的设定，摄录下任何进入警戒区域的目标，经过数字化压缩并存储到机内的内存卡中，或输出报警信号以驱动外部装置及其它的相关设备；作为控制及管理的信息采集设备，可计算出移动目标的位置、大小、移动方向和移动速度并加以显示，或将这些信息输出到外部系统以进行更高一级的处理；作为广域测量，利用外部配套的目标指示工具，可对固定目标的距离、位置及尺寸进行远距离测量；等等。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是 一种具有对活动目标探测及位置测量功能的装置，包括光电接收系统、A/D转换器、数字图像处理系统、数字信号处理系统、嵌入式实施操作系统、数据存储器、信号转换模块、I/O接口、应用设置界面和目标指示器、内置存储卡组成，其特征在于所述光电接收系统由两组相互独立且预先标定的光学镜头组和两个阵列式光电转换器件组成，两组光学镜头具有固定的相对位置关系和部分重合的视野范围，两个光电转换器件接收各自对应的图像信息并将之转换成两路独立的视频图像信号；所述A/D转换器由两组并行的A/D转换器分别将两路视频信号转换成数字图像信号并存入缓存器中，其中，被选定的没有活动目标的图像帧被定义为参考帧并存入运算存储器中，刚由A/D转换器转换出的图像帧定义为当前帧；所述数字信号及图像处理器为并行的两个，分别对应于两路数字图像信号，两个处理器分别对各自的当前帧与其参考帧进行比较处理，并将进入视野的移动信息或图像变化信息提取出来，两个处理器同时得到移动目标信息将对移动目标的出现给与确认；所述数字处理器对当活动目标或图像变化通过调用标定参数进行位置解析；所述内置存储卡用于储存符合设定条件的数字图像信号；所述目标指示器的光源系统为向其他物体投射光束，或为发光目标以使探测装置感应。
两个独立的光电转换器件具有相同数量和排列方式的光电感应元件，并根据相应的光学视野进行光电传感；在两个传感器共同视野范围内的目标将被两个传感器同时感应，但对应的感应单元将位于两个传感器的不同位置；目标物体上任意一点对应到两个传感器单元的位置服从空间几何原理。
两个独立的光电转换器件在装配后将进行标定；通过标定，两组光学系统光轴的相对位置将得到解析，并作为标定参数存储到装置中的只读存储器。
目标指示器发出得光波波长、光强度和闪烁方式可变。
目标指示器为一个以上，依据时序设定进行协同工作。
目标指示其内具有无线收发模块用以同探测装置通信和同步。
具有本地和外部控制界面用于功能设定和操作控制。
本实用新型提供的活动目标探测及位置测量装置工作原理该活动目标探测及位置测量装置是基于本人的专利“空间数据采集探测技术”(专利号ZL02245689.9)，运用嵌入式实时操作系统，结合数字图像处理技术(DIP)、数字信号处理技术(DSP)。工作时，两组光电接收系统分别接收标示物的光信号，经过图像和信号的处理，得出相应的标示物的信息；由于两组光电接收系统有相对固定的位置关系，以确定其三维坐标。
从上述工作原理可以看出，本实用新型提供的活动目标探测及位置测量装置，具有明显的有益效果，本装置能精确地测量出标示物的位置、大小；能够很好地对移动标示物进行识别、跟踪；扩展性好，适用范围广阔。
图1活动目标探测及位置测量装置框图。
具体实施方式
1如图1在库房实施该装置在库房实施该装置，属于监控报警系统(MDM-S系列)，在这个系列中光电探测模块A与B均选用一般中、近焦距光学镜头，焦距范围从28mm-80mm左右；光电转换采用普通CCD或CMOS器件。
在库房实施该装置光电探测模块A与B均选用近焦距光学镜头，焦距范围从35mm；光电转换采用普通CCD器件；A/D转换采用10bit高速A/D转换器；图像处理器为100MHz可编程DSP模块；实时操作系统以通用32位微处理器为平台并结合以专用系统软件；存储器包括ROM、RAM和存储卡；显示屏为液晶式；信号输出接口为标准视频接口；通信部分为256Kbps FSK调制模块或直接以有线方式传输。
使用时，在重要的通道或区域上方通过支架或吊杆安装本装置，通过调整设备距现场的距离确定适当的视野范围。通过装置本身的设置键盘或与装置相连的远端控制设备进行报警参数的设定，其中主要包括警戒距离，既目标距离为20米时触发报警；警戒方向，既目标向库房方向运动触发报警；警戒时间，既在晚九点至早六点进入警戒状态；监控模式，既输出报警信号以触发其它装置，同时将有关图像存储下来。装置在工作时既可以完全独立地运行而不依赖与任何其它设备，也可通过适当的链路输出现场图像信号和报警信号。
当有活动目标进入警戒区域时，装置的处理系统通过对图像的处理提取出活动目标信息，再应用空间定位技术对活动目标的位置及运动参数进行运算。当运算结果符合报警条件，本装置将会把现场图像存入内存卡中，并根据需要输出报警信号到外部设备。
本装置能精确地测量出标示物的位置、大小；能够很好地对移动标示物进行识别、跟踪；报警准确，适用范围广阔。
具体实施方式
2
如图1在高速路实施该装置在高速路实施该装置，属于道路交通管理(MDM-T系列)，在这个系列中光电探测模块A与B均选用一般中、长焦距光学镜头，焦距范围从50mm-150mm左右。
在高速路实施该装置，光电探测模块A与B均选用长焦距光学镜头，焦距范围从100mm；光电转换器件采用普通CCD；A/D转换采用10bit高速A/D转换器；图像处理器为100MHz可编程DSP模块；实时操作系统以通用32位微处理器为平台并结合以专用系统软件；存储器包括ROM、RAM和存储卡；显示屏为液晶式；信号输出接口为标准视频接口；通信部分为256Kbps FSK调制模块或直接以有线方式传输。
使用时，将本装置架设于重要路口或路段的上方，设定所需监控的参数及功能如车辆运行的位置、速度、方向、数量以及车辆是否服从信号灯的控制。总体而言，本装置在道路交通管理中，起到监控车辆运行状态的作用。对于不正常的行驶、停驶、意外及违章进行及时自动告警和记录。在车流正常运行的状态下，进行流量自动统计和输出。
本装置能精确地测量出标示物的位置、速度；对于不正常的行驶、停驶、意外及违章进行及时自动告警和记录；在车流正常运行的状态下，进行流量自动统计和输出；适用范围广阔。
具体实施方式
3如图1应用于三维测量 (MDM-M系列)
在三维测量应用中，光电探测模块A与B均选用低失真工业级长焦距光学镜头，焦距范围从200mm以上；光电转换器件采用高像素CCD；A/D转换采用12bit高速A/D转换器；图像处理器为100MHz可编程DSP模块；实时操作系统以通用32位微处理器为平台并结合以专用系统软件；存储器包括ROM、RAM和存储卡；显示屏采用3英寸LCD显示器；通信部分为256Kbps FSK调制模块。使用时，将装置固定在三角架上，并将镜头对准被测物体，应用目标指示器向测量位置投射具有特征的光束，系统将可计算出光点距装置的距离。如依次向两个不同位置进行投射，可得到两点之间的距离。若投射位置多于三点，则装置可计算出这些点所形成封闭区域的面积。若将目标指示器设置成发光状态而非投射状态，并将指示器紧贴于目标物体表面并按需要移动，根据一点、两点或多点的采样，同样可得到距离和面积的数据。当将多个目标指示器固定在目标物体表面时，系统可得到物体相对运动的精确信息。目标指示器无论是投射方式还是表面接触方式，多点的采样可得到物体表面形状的信息。
权利要求1.一种具有对活动目标探测及位置测量功能的装置，包括光电接收系统，A/D转换器，数字图象处理系统、数字信号处理系统、嵌入式实时操作系统、数据存储器、信号转换模块、I/O接口，应用设置界面和目标指示器、内置存储卡组成，其特征在于所述光电接收系统由两组相互独立且预先标定的光学镜头组和两个阵列式光电转换器件组成，两个阵列式光电转换器件对应接收两组相互独立且预先标定的光学镜头组采集到的信号，并将该信号转换成视频图象信号；数字图象处理系统对应接受并处理该视频图象信号；所述A/D转换器分别对应接收两数字图象处理系统处理后的视频图象信号，并通过信号转换模块、I/O接口将该视频图象信号转换成数字图象信号；数字信号处理系统对应接受并处理该数字图象信号；所述内置存储卡存储该数字图象信号；所述目标指示器指令光电接收系统接收目标发出的信号；所述嵌入式实时操作系统和应用设置界面指令和操作上述组成部件。
2.如权利要求1所述的具有对活动目标探测及位置测量功能的装置，其特征在于两个阵列式光电转换器件为具有相同数量和排列方式的光电感应元件。
专利摘要本实用新型公开了一种具有对活动目标探测及位置测量功能的装置，通过光电接收系统接收光学镜头组采集到的信号，并转换成视频图象信号；经数字图象处理系统处理后，再经所述A/D转换器处理该信号，通过信号转换模块、I/O接口将该视频图象信号转换成数字图象信号；该数字图象信号经数字信号处理系统后存储到内置存储卡中，所述嵌入式实时操作系统应用设置界面指令和操作上述组成部件。该装置具有拍摄现场图象并输出视频信号或数字图象信号，并且在系统视野范围内对移动的目标可进行自动的拍摄、图象处理和分析，并计算目标所处的位置，并将该信息存储。
文档编号G01S17/50GK2710000SQ20042000427
公开日2005年7月13日 申请日期2004年2月26日 优先权日2004年2月26日
发明者李竹戈 申请人:李竹戈