东南大学徐启敏获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种面向智能驾驶测评的视频预警时刻高精度分析方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115690646B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211189664.8,技术领域涉及:G06V20/40;该发明授权一种面向智能驾驶测评的视频预警时刻高精度分析方法是由徐启敏;毕昇;李旭设计研发完成,并于2022-09-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向智能驾驶测评的视频预警时刻高精度分析方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向智能驾驶测评的视频预警时刻高精度分析方法,该方法通过支持硬件触发的相机,以北斗秒脉冲信号为基准信号,使用FPGA分频,实现高频率的视频预警信号采集。将相机采集到的视频转化成图片帧序列,利用视频差分算法获得频率更高的图片帧序列。在新的图片帧序列的上进行模板匹配,并对预警时间的误差进行测评。本发明可以应用于需要进行视频预警信号分析的智能驾驶测评项目,具有在不改变硬件设备的前提下,利用低采样频率设备的采样结果通过差分获得高采样频率采样数据的功能和减小预警时间误差的特点。
本发明授权一种面向智能驾驶测评的视频预警时刻高精度分析方法在权利要求书中公布了:1.一种面向智能驾驶测评的视频预警时刻高精度分析方法,其特征在于:首先,采用支持硬件触发的相机,以北斗秒脉冲为基准信号,利用FPGA分频,实现视频预警信号的高频采集,并能够获取准确的采集时刻;其次,采用插值处理的方法对采集到的视频预警图像进行处理得到更高采样频率的数据信息并采用平均绝对差算法进行模板匹配,实现预警信号的识别,以及预警时刻的分析;具体步骤包括: 步骤一:基于硬件触发的视频预警图像高精度采集 采用工业相机进行视频数据采集,相机的启动信号为收到的第一个秒脉冲信号,相机的触发信号为FPGA分频后的脉冲信号; FPGA利用高稳石英晶体作为时钟源,高稳石英晶体的输出时钟信号被微秒计时器中的锁相环捕捉,FPGA将对信号进行累加作为系统的参考时钟,同时抓捕北斗PPS脉冲信号上升沿作为绝对整秒的开始,在连续接收到两个PPS脉冲时,将上一PPS对应UTC时间加一秒进行授时,同时清零FPGA内部累加计数器,保证FPGA内部秒脉冲与北斗PPS秒脉冲的信号边沿对齐,从而实现两者之间时间统一,建立高精度的时间基准;同时,FPGA在收到PPS秒脉冲信号的上升沿后内部累加计数器开始计数,当计数值达到设定值后,给工业相机发送触发信号并清零计数值重新计数,相机接收到触发信号后开始采集图像,采集到的图像都经过同一高精度时间基准的触发,都能获得精准的时间戳;对于FPGA的钟频fF,相机采集帧率f,计数值应为fFf; 步骤二:基于图像插值处理的预警时刻高精度分析 读取相机拍摄得到的图片,已知帧率为f,将其转化成总帧数为L的连续图像帧序列SkW,H,其中1≤k≤L,记录开始时刻为t0,则每一帧耗时为第k帧序列的时间为 子步骤1:视频插值处理 对连续图像帧序列SkW,H进行插值得到帧率为f1,总帧数为L1的连续图像帧序列Sk1W,H,其中1≤k1≤L,开始时刻为t0,每一帧耗时为第k帧序列的时间为 具体步骤包括: 1将原图像帧转化成灰度图 从k=1开始,依次选取原图像帧第k和第k+1帧图像;通过所取图像帧的R,G,B三通道数值,求解灰度值形成灰度图Gk*2-1W,H,Gk*2+1W,H; Gray=0.1140*R+0.5870*G+0.2989*B 2插值求解得到新图像帧的灰度图 Gk*2W,H=Gk*2-1W,H+Gk*2+1W,H2 通过插值和灰度处理将原先总帧数为L的连续图像帧序列转化成了总帧数为2*L-1的连续灰度图序列; 子步骤2:基于序列相似性检测匹配算法的预警图像匹配识别 传统的归一化积相关算法采用逐行逐列的穷举方法进行搜索,对于有较大重叠部分的相连基准子图会出现大量重复计算,降低匹配效率;为提高模板匹配的实时性,采用序列相似性检测算法对被搜索图进行快速快匹配; 需要匹配的预警信号模板灰度图记为Tm,n,叠放在差分处理后的灰度图GpW,H上平移,模板覆盖被搜索图的区域称作子图,i,j为子图左下角像素点在被搜索图Gp上的坐标,搜索范围是:1≤i≤W-m+1,1≤j≤H-n+1,1≤p≤L*2-1;子图中任意一点u,v点处的匹配误差为 eu,v,i,j=|Gpi+u,j+v-Tu,v| 在模板和子图中任意抽取n个点u1,v1,u2,v2…un,vn,计算出该子图的部分误差和序列为 将esi,j,k与预先定义好的序列thn进行比较,如果esi,j,kthk,则结束此处计算,记录k,计算下一个子图的误差,如果esi,j,kthk,则继续计算该子图处下一个抽取点的误差直到esi,j,kthk或k=n,记录下k值和当前子图坐标i,j; 子步骤3:预警时刻分析 在计算完所有子图处的k值后,若存在k=n的点,则系统匹配成功,检测出示警信号,则记录当前匹配的灰度图序列号kw,从而计算出预警消息发出的时间为
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