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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明是一种基于FPGA的动态目标跟踪系统及其检测方法，由CMOS摄像头采集实时视频数据，VDMA进行图像缓存，接着在可编程逻辑PL端进行数据处理：帧差处理模块通过相邻两帧图像完成目标检测，同时进一步处理图像数据，在图像中画出运动物体的最小外接矩形；接着建立数学模型，对帧差处理模块得到的数据结果进行有效帧判定；若判定结果为真，由舵机控制模块计算出二自由度舵机转动至目标位置所需PWM波占空比，并通过串口通信传输至舵机驱动板，同时更新有效帧判定模块中模型数据；若判定结果为否，对接下来的视频数据重新进行计算；显示模块输出处理后的图像数据；实现提高图像处理速度，实时跟踪动态目标，并减少画面内其他物体的干扰影响。

主权项：1.一种基于FPGA的动态目标跟踪系统的动态目标检测方法，其特征在于：该检测方法包括以下步骤：步骤S1：由摄像头模块采集实时视频数据，数据流转换模块将RGB888数据转为axi4数据流格式，数据在PYNQ-Z2开发板的PL端传输，在VDMA数据缓存模块中缓存连续两帧图像，接着进行帧差处理；步骤S2：将帧差处理后的图像数据先膨胀后腐蚀，实现填充物体内细小空洞，连接邻近物体与平滑边界功能；步骤S3：寻找经步骤S2处理后图像中的边界并绘制运动物体的外接矩形边框，计算运动物体中心；所得运动区域参数X12,X22,X32,X42与目标参数X11,X21,X31,X41；步骤S4：建立相似性度量数学模型，根据外接矩形边框形状、面积以及中心与原追踪目标进行相似度判定，若判定结果为真，继续进行步骤S5，若为否，返回步骤S1；步骤S41：利用步骤S3所得运动区域参数X12,X22,X32,X42与目标参数X11,X21,X31,X41的夹角余弦来作为相似性度量，记原目标变量为X11,X21,X31,X41,步骤S3所得运动区域变量为X12,X22,X32,X42，进行余弦相似度计算： 其中X11,X21表示原目标中心坐标位置，X31表示原目标外接矩形的长,X41为原目标外接矩形的宽，X12,X22表示步骤S3所得运动区域中心坐标位置x,y，X32表示步骤S3所得运动区域外接矩形的长,X42为步骤S3所得运动区域外接矩形的宽；Xi1表示原目标第i个变量，Xi2表示运动区域的第i个变量；若r12大于阈值T3，则认为步骤S3所得运动区域与原目标相似，进入步骤S42，反之，判定S3所得结果为无效图像，返回步骤S1；步骤S42：由步骤S3所得运动区域外接矩形框长宽计算面积，与原目标外接矩形框面积做面积判定： 若r2小于阈值T4，则可认为面积判定为真，进入步骤S5，反之，判定S3所得结果为无效图像，返回步骤S1；步骤S5：更新原追踪物体外接矩形边框长宽、中心数据，并由S4所得物体中心位置计算舵机占空比，由串口通信传入舵机驱动板，调整舵机角度。

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百度查询： 东南大学 基于FPGA的动态目标跟踪系统及其检测方法