[发明专利]一种目标检测方法和设备及其使用的图像采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及目标检测领域，更具体地说，涉及一种目标检测方法和设备及其使用的图像采集装置。

背景技术

典型的成像系统一般由目标检测、目标捕获、目标高精度跟踪和目标识别等功能模块组成。其中，目标检测作为系统中前端的处理环节，是成像系统的一个重要组成部分也是其中的一个关键技术和难点问题。只有及时地检测到场景中的目标，才能保证后继的目标跟踪和识别等一系列处理工作的顺利开展。

由于日光中含各种波段的光，目标检测技术很容易受外界光线特别是太阳光的影响。目标检测设备在室外使用，若待测目标有较强背景光，特别是受太阳光或强光直射，则测量的准确性将受到严重影响。

如何解决强光对目标检测的干扰一直是有待解决的困扰和制约成像系统实用性能的瓶颈问题和技术难点。目前已引起国内外专家的高度重视并围绕这一课题开展了深入广泛的研究。

解决目标检测技术中阳光干扰的现有技术方案主要有以下两种。

第一种方法是通过加滤波片或加太阳光遮挡器件，滤掉可见光，仅保留所需波段的光信号。中国专利申请号为No.200820052299的专利公开了一种可在室外太阳光下使用的光幕，其包括单片机；所述单片机分别与红外接收头和红外发射头连接，所述红外接收头本体正前面装有遮光器。而中国专利申请号为No.99238839的专利提供了一种抗阳光干扰的红外线探头。它包括壳体、位于壳体顶部的滤光镜片、置于壳体底部的红外发射管和红外接收管及红外管间的隔挡件，包容壳体顶部、底部之间的空腔为台状空腔，台状空腔的顶部横截面积大于底部，台状空腔的侧表面为粗糙表面。

上述方法不能从根本上解决问题，而且滤波会导致灵敏度降低，因此系统需提高发射功率，抵消掉滤光导致的灵敏度下降。此外，系统加滤波片或遮挡器件使系统成本增高，使用不方便。

第二种方法是对红外解码电路进行信号补偿，来消除外界光源的干扰。美国专利申请号为No.20040056199的专利公开了一种日光下的红外探测系统。该系统用一个模块来检测环境光的存在，并开始进行信号补偿，以尽量减少影响环境光对系统的性能。此种方法的系统较复杂，成本高，不容易实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，在强光背景下检测目标物体，针对现有技术的上述系统复杂成本高的缺陷，提供一种目标检测方法和设备及其使用的图像采集装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过使调制光发射装置发射具有第一光强度和第二光强度的光脉冲信号，将图像传感器分为多个图像采集区域，并交替在所述第一光强度和所述第二光强度下对上述多个图像采集区域依次扫描，以获得含有明暗相间图案单元的图像，对其进行识别以区分所述待测目标与所述背景。

本发明提供了一种目标检测方法，包括以下步骤：

控制调制光发射装置向待测目标及背景发射具有第一光强度和第二光强度的光脉冲信号，其中第一光强度与第二光强度不相等，且所述待测目标与所述背景对所述光脉冲信号的反射能力不同；

控制图像传感器对所述待测目标与所述背景进行图像采集，其中所述图像传感器包括多个图像采集区域，并交替在所述第一光强度和所述第二光强度下对上述多个图像采集区域依次扫描，以获得含有明暗相间图案单元的图像；

对上述含有明暗相间图案单元的图像进行识别以区分所述待测目标与所述背景。

在本发明所述的目标检测方法中，所述图像传感器包含的多个图像采集区域配置成：使得在采集的含有明暗相间图案单元的图像中，使得在形成含有明暗相间图案单元的图像中，待测目标的图像落在两个或两个以上所述图像采集区域上。

在本发明所述的目标检测方法中，所述多个图像采集区域连续设置，并分别对应于所述图像传感器的正整数个像素行或像素列。

在本发明所述的目标检测方法中，对所述含有明暗相间图案单元的图像进行识别包括差分识别及模板识别。

在本发明所述的目标检测方法中，对所述含有明暗相间图案单元的图像进行差分识别，包括：

S10：选择模板，确定与之对应的像素点判断条件，并生成一空白图像作为工作图像；

S20：以扫描方式在所述含有明暗相间图案单元的图像上选择待检像素；

S30：根据所述像素点判断条件，判断待检像素是否为待测目标像素点，是则转S40，否则转S50；

S40：在所述工作图像上，对与待检像素位置相同的像素进行填充，使其为亮；

S50：判断所述含有明暗相间图案单元的图像是否扫描完，如是则程序结束，否则检测下一个像素，即转S20。