基本信息
- 項目名稱：
- “智能眼”——融合信息感知系統
- 來源：
- 第十二屆“挑戰杯”作品
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發明制作B類
- 簡介：
- 本作品充分發揮了紅外、CCD和微光傳感器的互補性，研制出全天候、多波段工作的融合信息感知系統，為觀察者提供更豐富的圖像信息。作品采用“開窗”快速配準技術、基于色彩傳遞的區域圖像融合算法和基于多窗口特征提取方法，實現更符合人眼視覺特性的像素級彩色圖像實時融合。作品體積小、性能好，具備一定防震、防曬和防淋的能力。適合機場安檢、大樓全景監控、海上搜救、車載夜視等，將來可根據市場需求形成系列產品。
- 詳細介紹：
- 本作品充分發揮了紅外、CCD和微光傳感器的互補性，研制出全天候、多波段工作的融合信息感知系統，為觀察者提供更豐富的圖像信息。作品研制了實時圖像融合的信息感知系統，采用“開窗”快速配準技術，實現了融合成像的實時像素級配準；采用基于色彩傳遞的區域圖像融合算法，實現了更符合人眼視覺特性的彩色圖像融合；采用基于多窗口特征提取的方法提取圖像特征，減小系統運算量，實現了圖像的實時拼接；采用光纖技術，實現遠距離傳輸。本作品體積小、性能好，具備一定防震、防曬和防淋的能力。適合機場安檢、大樓全景監控、海上搜救、車載夜視等，將來可根據應用場合和客戶需求衍生出系列產品，產品市場前景廣闊，經濟效益顯著。
作品圖片
作品專業信息
設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計目的：目前區域監控、海上預警、水上搜救、車載夜視系統中單傳感器存在成像單一，不能全天候、多波段工作，從而留下監控死角，給公共安全事件的提前預防和事后分析帶來困難。而通過多光譜圖像融合技術,可以綜合各傳感器特性，研制出全天候、多波段工作的融合信息感知系統。本系統可應用于以上領域，并可與物聯網對接，進行遠程控制?；驹O計思路：運用嵌入式技術、計算機控制技術、圖像處理技術，實現基于紅外和可見光融合的遠距離信息感知系統。創新點：（1）系統采用高速信號處理、人機交互和智能控制等技術。（2）系統采用“開窗”快速配準技術，建立求解窗口圖像的仿射變換方程，給出反映雙源圖像的坐標映射關系，實現融合成像的像素級實時配準；系統采用基于色彩傳遞的區域圖像融合算法，實現符合視覺特性的彩色圖像融合。（3）系統采用多窗口特征提取方法提取圖像特征，降低算法復雜度，實現圖像的實時拼接。關鍵技術：（1）高速信號處理、人機交互和智能控制技術。（2）快速圖像配準技術，建立反映源圖像坐標映射關系的仿射變換方程。（3）基于色彩傳遞的區域彩色圖像融合技術。（4）圖像拼接中的圖像特征實時性提取技術。主要技術指標：PAL和SECAM制式視頻源，幀頻為25幀/秒；NTSC制式視頻源，幀頻為30幀/秒 ;探測距離：0至3km（2.3×2.3平方米車輛目標）;配準精度：≤ 1像素;工作溫度：-20℃至50℃;儲存溫度：-20℃至70 ℃;功耗：＜ 25W; 光軸夾角：＜ 0.5mRad;視場重合度：＞ 95%。
科學性、先進性
- 本系統的科學性、先進性： （1）實時圖像融合的信息感知系統，實現了全方位、全天候實時圖像融合。與國內外已經配備的一些系統相比具有很大優勢。例如，相比美國FLIR公司的VoyagerII多傳感器熱成像系統，本系統具有圖像融合、開窗配準的功能，且性價比高。 （2）在我國現有的光電成像系統中，大多采用CCD、微光電視或熱像儀等成像系統，光學參數不盡相同。本研究小組提出的基于“開窗”的圖像配準方法和所設計的圖像融合電路，能很好地解決視場不同的成像設備之間的融合問題。（3）采用了基于色彩傳遞的區域圖像融合算法，滿足人眼的視覺特性，算法集成在DSP芯片內部，達到了體積小、功耗低的目的。（4）實現了視頻圖像的全景無縫拼接和全景視頻實時顯示，擴大了感知系統的觀察視野，從而代替了價格昂貴的魚眼攝像機，降低系統成本。 參考文獻資料： [1]韓崇昭, 朱洪艷, 段戰勝等. 多源信息融合. 第1版. 北京: 清華大學出版社, 2006.4
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- ■實物、產品 ■現場演示 ■圖片 ■錄像
使用說明,技術特點和優勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 使用說明：系統開機后自動進行初始化和參數配置，之后可進入工作模式，工作人員可在后方對系統進行遠程控制。技術特點與優勢: 關鍵技術為自主創新，采用高性能嵌入式系統，抗干擾能力強；采用多傳感器融合技術，能有效地提高目標的發現和識別概率；采用光纖技術進行遠距離信號傳輸，保證信號質量，降低成本。適用范圍：可用于民航、鐵路、港口、長途客運站的探測與監控，及洪災、火災等惡劣條件下人員和重要物資的搜尋等。推廣應用前景：本系統可用于機場、碼頭、港口、政府機關、企業核心部門、電力系統的全景監控和水上搜救等。本系統曾在南京尊榮信息系統有限公司的“平安港口”的演示項目中進行試用，受到眾多來訪客戶的好評。市場分析及經濟效益預測：本作品可用于水面搜救、機場、政府行政大樓的全景監控，本監控系統目標單臺售價2萬元左右，需求量約為2萬臺，可創造約4個億的經濟效益；還可用于車載夜視系統，銷售目標定位在汽車上，預計售價為1萬元，汽車保守估計300萬輛，市場潛在經濟規?？蛇_300個億。
同類課題研究水平概述
- 隨著傳感器技術的快速發展，成像技術越來越多的被應用到我們的生活中。例如重點碼頭、港口、飛機場、車輛駕駛、飛機駕駛、搜救以及安檢等。這些成像系統的應用，很大程度上提升了重要設備、人員的安全性以及搜救工作的成功率，解放了傳統意義上要依靠人眼去觀察或搜索帶來的麻煩以及觀察人員容易產生疲勞的特點，在提升安全系數和搜救成功率的同時，又大大減少了人力資源的消耗。（1）國外發展現狀：美國IEC Infrared System公司推出的VipIR 嵌入式圖像處理系統，該系統能夠提供增強后的紅外影像以及具備一些特殊功能；美國FLIR公司已經生產了一款名為VoyagerⅡ“航海家”多傳感器熱成像系統，該系統可應用于執法安保、海上搜救、船舶航行等方面；德國新款梅賽德斯-奔馳S550已經裝備了由紅外線頭燈和駕駛艙內安裝的黑白圖像液晶顯示器組成的夜視儀。這些產品大都采用高分辨高成本的探測器，技術相對成熟，但價格昂貴，且信息融合技術涉及到軍事探測和軍事打擊領域，關鍵技術對我國封鎖。（2）國內發展現狀：廣州颯特的“SAT-CK350-VN紅外熱成像網絡監控系統”，可以應用在機場、碼頭、電力系統、政府大樓以及企業大樓的安全監控方面；武漢高德紅外的IR370A 船載紅外光電系統主要用于水上搜救、保障航船安全航行以及配合雷達進行海面目標搜索、取證；東莞市美保馭汽車智能科技有限公司生產的汽車駕駛安全輔助系統中就具有汽車夜視系統功能，在夜間能將汽車前方150米路況清晰顯示在車載液晶屏幕上。 綜上所述：現在的信息感知系統的發展趨勢總體是朝著多傳感器探測、圖像開窗融合、智能化和小型化方向發展。國內現有的信息感知系統大多停留在單一傳感器采集信息的階段，國外已經在此基礎上將產品的研發重點轉向多傳感器實時圖像融合技術，其系統的成像質量、處理速度、精度均高于國內產品，但價格昂貴。
