東南大學徐啟敏獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉東南大學申請的專利一種面向智能駕駛測評的視頻預警時刻高精度分析方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115690646B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211189664.8,技術領域涉及:G06V20/40;該發明授權一種面向智能駕駛測評的視頻預警時刻高精度分析方法是由徐啟敏;畢昇;李旭設計研發完成,并于2022-09-28向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種面向智能駕駛測評的視頻預警時刻高精度分析方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種面向智能駕駛測評的視頻預警時刻高精度分析方法,該方法通過支持硬件觸發的相機,以北斗秒脈沖信號為基準信號,使用FPGA分頻,實現高頻率的視頻預警信號采集。將相機采集到的視頻轉化成圖片幀序列,利用視頻差分算法獲得頻率更高的圖片幀序列。在新的圖片幀序列的上進行模板匹配,并對預警時間的誤差進行測評。本發明可以應用于需要進行視頻預警信號分析的智能駕駛測評項目,具有在不改變硬件設備的前提下,利用低采樣頻率設備的采樣結果通過差分獲得高采樣頻率采樣數據的功能和減小預警時間誤差的特點。
本發明授權一種面向智能駕駛測評的視頻預警時刻高精度分析方法在權利要求書中公布了:1.一種面向智能駕駛測評的視頻預警時刻高精度分析方法,其特征在于:首先,采用支持硬件觸發的相機,以北斗秒脈沖為基準信號,利用FPGA分頻,實現視頻預警信號的高頻采集,并能夠獲取準確的采集時刻;其次,采用插值處理的方法對采集到的視頻預警圖像進行處理得到更高采樣頻率的數據信息并采用平均絕對差算法進行模板匹配,實現預警信號的識別,以及預警時刻的分析;具體步驟包括: 步驟一:基于硬件觸發的視頻預警圖像高精度采集 采用工業相機進行視頻數據采集,相機的啟動信號為收到的第一個秒脈沖信號,相機的觸發信號為FPGA分頻后的脈沖信號; FPGA利用高穩石英晶體作為時鐘源,高穩石英晶體的輸出時鐘信號被微秒計時器中的鎖相環捕捉,FPGA將對信號進行累加作為系統的參考時鐘,同時抓捕北斗PPS脈沖信號上升沿作為絕對整秒的開始,在連續接收到兩個PPS脈沖時,將上一PPS對應UTC時間加一秒進行授時,同時清零FPGA內部累加計數器,保證FPGA內部秒脈沖與北斗PPS秒脈沖的信號邊沿對齊,從而實現兩者之間時間統一,建立高精度的時間基準;同時,FPGA在收到PPS秒脈沖信號的上升沿后內部累加計數器開始計數,當計數值達到設定值后,給工業相機發送觸發信號并清零計數值重新計數,相機接收到觸發信號后開始采集圖像,采集到的圖像都經過同一高精度時間基準的觸發,都能獲得精準的時間戳;對于FPGA的鐘頻fF,相機采集幀率f,計數值應為fFf; 步驟二:基于圖像插值處理的預警時刻高精度分析 讀取相機拍攝得到的圖片,已知幀率為f,將其轉化成總幀數為L的連續圖像幀序列SkW,H,其中1≤k≤L,記錄開始時刻為t0,則每一幀耗時為第k幀序列的時間為 子步驟1:視頻插值處理 對連續圖像幀序列SkW,H進行插值得到幀率為f1,總幀數為L1的連續圖像幀序列Sk1W,H,其中1≤k1≤L,開始時刻為t0,每一幀耗時為第k幀序列的時間為 具體步驟包括: 1將原圖像幀轉化成灰度圖 從k=1開始,依次選取原圖像幀第k和第k+1幀圖像;通過所取圖像幀的R,G,B三通道數值,求解灰度值形成灰度圖Gk*2-1W,H,Gk*2+1W,H; Gray=0.1140*R+0.5870*G+0.2989*B 2插值求解得到新圖像幀的灰度圖 Gk*2W,H=Gk*2-1W,H+Gk*2+1W,H2 通過插值和灰度處理將原先總幀數為L的連續圖像幀序列轉化成了總幀數為2*L-1的連續灰度圖序列; 子步驟2:基于序列相似性檢測匹配算法的預警圖像匹配識別 傳統的歸一化積相關算法采用逐行逐列的窮舉方法進行搜索,對于有較大重疊部分的相連基準子圖會出現大量重復計算,降低匹配效率;為提高模板匹配的實時性,采用序列相似性檢測算法對被搜索圖進行快速快匹配; 需要匹配的預警信號模板灰度圖記為Tm,n,疊放在差分處理后的灰度圖GpW,H上平移,模板覆蓋被搜索圖的區域稱作子圖,i,j為子圖左下角像素點在被搜索圖Gp上的坐標,搜索范圍是:1≤i≤W-m+1,1≤j≤H-n+1,1≤p≤L*2-1;子圖中任意一點u,v點處的匹配誤差為 eu,v,i,j=|Gpi+u,j+v-Tu,v| 在模板和子圖中任意抽取n個點u1,v1,u2,v2…un,vn,計算出該子圖的部分誤差和序列為 將esi,j,k與預先定義好的序列thn進行比較,如果esi,j,kthk,則結束此處計算,記錄k,計算下一個子圖的誤差,如果esi,j,kthk,則繼續計算該子圖處下一個抽取點的誤差直到esi,j,kthk或k=n,記錄下k值和當前子圖坐標i,j; 子步驟3:預警時刻分析 在計算完所有子圖處的k值后,若存在k=n的點,則系統匹配成功,檢測出示警信號,則記錄當前匹配的灰度圖序列號kw,從而計算出預警消息發出的時間為
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