用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前來看，無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，因而人們對無人機(jī)的智能化要求也越來越高。
[0003]無人機(jī)在起飛階段，由于起飛點(diǎn)是固定的，剛開始起飛時(shí)，無人機(jī)的所有機(jī)上參數(shù)都是經(jīng)過多次調(diào)試的初始參數(shù)，因而這時(shí)的無人機(jī)具有極強(qiáng)的可控性，按照預(yù)定程度即可完成起飛操作，相對而言，無人機(jī)在降落階段，即無人機(jī)的回收階段，由于著陸點(diǎn)根據(jù)具體地形地貌而定，而且無人機(jī)的各種機(jī)上參數(shù)已經(jīng)經(jīng)過長期飛行，可能出現(xiàn)誤差，這時(shí)的控制比較難，需要更多的人力介入，然而，人力過多的介入恰恰降低了無人機(jī)的智能化水平。
[0004]因而，為了提高無人機(jī)的智能化水平，需要無人機(jī)在降落階段能夠自己選擇著陸點(diǎn)，其中在可能的各種地貌中，如公路、湖水、草地、森林、平原、丘陵等，最方便著陸的莫過于公路地貌，因此，無人機(jī)需要自行尋找具有公路地貌的著陸點(diǎn)進(jìn)行降落，但是，為了準(zhǔn)確搜索到公路地貌的著陸點(diǎn)，必須有精確的公路地貌特征值作為匹配對象，現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有提供精確的公路地貌特征值的技術(shù)方案。
[0005]由此可見，需要一種用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備，能夠在無人機(jī)的降落階段提供精確的公路地貌特征值作為參考，在實(shí)際地貌中選擇具有公路地貌的著陸點(diǎn)進(jìn)行降落，提高無人機(jī)飛行的可靠性和智能化程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備，首先用戶選擇基準(zhǔn)公路圖像，隨后通過高清攝像頭拍攝多個(gè)實(shí)地公路圖像，對基準(zhǔn)公路圖像和每一個(gè)實(shí)地公路圖像都進(jìn)行Contourlet變換和Hu的七個(gè)不變矩提取，最后以實(shí)地公路圖像為參考，選擇更有匹配效果的不變矩組成識別公路地貌的特征向量，從而提高公路地貌識別的精度。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備，所述提取設(shè)備包括靜態(tài)存儲(chǔ)器、高清攝像頭、圖像處理器和飛思卡爾頂X6處理器，所述靜態(tài)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)基準(zhǔn)公路圖像，所述高清攝像頭對多處公路進(jìn)行拍攝以獲得多個(gè)實(shí)地公路圖像，所述圖像處理器與所述靜態(tài)存儲(chǔ)器和所述高清攝像頭分別連接，對基準(zhǔn)公路圖像進(jìn)行圖像處理以獲得基準(zhǔn)公路圖像對應(yīng)的多種圖像特征值，對所述多個(gè)實(shí)地公路圖像分別進(jìn)行圖像處理以獲得每一個(gè)實(shí)地公路圖像的多種圖像特征值，所述頂X6處理器與所述圖像處理器連接，基于所述圖像處理器的輸出在多種圖像特征中選擇五個(gè)識別率最高的圖像特征作為五個(gè)目標(biāo)圖像特征，將基準(zhǔn)公路圖像對應(yīng)的五個(gè)目標(biāo)圖像特征值按順序排列成用于公路地貌識別的特征向量。
[0008]更具體地，在所述用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備中，還包括:供電器件，用于在所述頂X6處理器的控制下，為所述提取設(shè)備的各個(gè)用電部件提供電力供應(yīng)；用戶輸入器件，用于根據(jù)用戶的操作，從基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)庫中選擇一個(gè)基準(zhǔn)公路圖像，所述基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)庫保存了多個(gè)基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)；并行輸入接口，連接靜態(tài)存儲(chǔ)器和用戶輸入器件，用于將所述用戶輸入器件選擇的基準(zhǔn)公路圖像轉(zhuǎn)發(fā)到所述靜態(tài)存儲(chǔ)器中進(jìn)行存儲(chǔ)；無線通信接口，用于與遠(yuǎn)端的無人機(jī)建立雙向無線通信鏈路，接收無人機(jī)發(fā)送的特征數(shù)據(jù)請求，還用于將用于公路地貌識別的特征向量無線發(fā)送給所述無人機(jī)；所述高清攝像頭包括前蓋玻璃、鏡頭、濾鏡和成像電子單元，用于對多處公路進(jìn)行拍攝以獲得多個(gè)實(shí)地公路圖像，每一個(gè)實(shí)地公路圖像的分辨率為1920X1080，所述濾鏡為紫外線濾光鏡，所述成像電子單元為CMOS視覺傳感器；所述圖像處理器與所述靜態(tài)存儲(chǔ)器和所述高清攝像頭分別連接，包括對比度增強(qiáng)處理單元、自適應(yīng)遞歸濾波單元和特征值提取單元；所述對比度增強(qiáng)處理單元與所述靜態(tài)存儲(chǔ)器和所述高清攝像頭分別連接，接收所述基準(zhǔn)公路圖像和所述多個(gè)實(shí)地公路圖像，對所述基準(zhǔn)公路圖像和每一個(gè)實(shí)地公路圖像都進(jìn)行對比度增強(qiáng)處理，以分別獲得基準(zhǔn)增強(qiáng)圖像和每一個(gè)實(shí)地增強(qiáng)圖像；所述自適應(yīng)遞歸濾波單元與所述對比度增強(qiáng)處理單元連接，用于對基準(zhǔn)增強(qiáng)圖像和每一個(gè)實(shí)地增強(qiáng)圖像都進(jìn)行自適應(yīng)遞歸濾波處理，以分別獲得基準(zhǔn)濾波圖像和每一個(gè)實(shí)地濾波圖像；所述特征值提取單元與所述自適應(yīng)遞歸濾波單元連接，用于對基準(zhǔn)濾波圖像進(jìn)行Contourlet變換，獲得九個(gè)基準(zhǔn)子圖，所述九個(gè)基準(zhǔn)子圖包括一個(gè)低頻基準(zhǔn)子圖和八個(gè)高頻基準(zhǔn)子圖，對所述九個(gè)基準(zhǔn)子圖的每一個(gè)基準(zhǔn)子圖提取Hu的七個(gè)不變矩，獲得六十三個(gè)不變矩并作為基準(zhǔn)公路圖像對應(yīng)的六十三種圖像特征值，所述自適應(yīng)遞歸濾波單元還用于對每一個(gè)實(shí)地濾波圖像進(jìn)行Contourlet變換，獲得九個(gè)實(shí)地子圖，所述九個(gè)實(shí)地子圖包括一個(gè)低頻實(shí)地子圖和八個(gè)高頻實(shí)地子圖，對所述九個(gè)實(shí)地子圖的每一個(gè)實(shí)地子圖提取Hu的七個(gè)不變矩，獲得六十三個(gè)不變矩并作為每一個(gè)實(shí)地公路圖像對應(yīng)的六十三種圖像特征值；所述頂X6處理器與所述特征值提取單元連接，將每一個(gè)實(shí)地公路圖像對應(yīng)的六十三種圖像特征值與基準(zhǔn)公路圖像對應(yīng)的六十三種圖像特征值按種類分別進(jìn)行逐一匹配，將圖像特征值相差在10%范圍內(nèi)的實(shí)地公路圖像對應(yīng)的圖像特征值認(rèn)作為識別成功的圖像特征值，對于多個(gè)實(shí)地公路圖像，統(tǒng)計(jì)每一種圖像特征存在識別成功的圖像特征值的比率，對于多種圖像特征，按從高到低的順序?qū)λ霰嚷蔬M(jìn)行排序，選擇排序在前五位的五個(gè)種類的圖像特征作為五個(gè)識別率最高的圖像特征，即五個(gè)目標(biāo)圖像特征，將基準(zhǔn)公路圖像對應(yīng)的五個(gè)目標(biāo)圖像特征值按順序排列成用于公路地貌識別的特征向量；其中，所述頂X6處理器還與所述無線通信接口連接，用于接收所述無線通信接口轉(zhuǎn)發(fā)的特征數(shù)據(jù)請求，并基于所述特征數(shù)據(jù)請求將所述用于公路地貌識別的特征向量發(fā)送給所述無線通信接口 ；所述對比度增強(qiáng)處理單元、所述自適應(yīng)遞歸濾波單元和所述特征值提取單元分別采用FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)，所采用的FPGA芯片的選型都為Xilinx公司的Artix-7 系列。
[0009]更具體地，在所述用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備中，替換地，所述用戶輸入器件用于根據(jù)用戶的操作從基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)庫中選擇多個(gè)基準(zhǔn)公路圖像，所述圖像處理器對每一個(gè)基準(zhǔn)公路圖像分別進(jìn)行圖像處理以獲得每一個(gè)基準(zhǔn)公路圖像對應(yīng)的六十三種圖像特征值，對于多個(gè)基準(zhǔn)公路圖像，計(jì)算每一種圖像特征值的平均值，將獲得的六十三個(gè)平均值作為基準(zhǔn)公路圖像對應(yīng)的六十三種圖像特征值。
[0010]更具體地，在所述用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備中，將所述圖像處理器和所述高清攝像頭集成在一塊集成電路板上。
[0011]更具體地，在所述用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備中，所述無線通信接口包括無線接收機(jī)和無線發(fā)射機(jī)。
[0012]更具體地，在所述用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備中，所述并行輸入接口為CSI接口。
【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方案示出的用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方案示出的用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備的圖像處理器的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對本實(shí)用新型的用于公路地貌識別的特征向量提取設(shè)備的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]無人機(jī)(unmanned aerial vehicle或drone)，是無人駕駛飛機(jī)的簡稱，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。從技術(shù)角度定義可以分為:無人直升機(jī)、無人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)等。
[0018]無人機(jī)是一種由無線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。20世紀(jì)20年代最早出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)是作為訓(xùn)練用的靶機(jī)使用的。是一個(gè)許多國家用于描述最新一代無人駕駛飛機(jī)的術(shù)語。從字面上講，這個(gè)術(shù)語可以描述從風(fēng)箏，無線電遙控飛機(jī)，