智能全方位视觉传感器及其应用研究new

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1、万方数据第20卷第6期2007年6月传感技术学报CHINESEJOURNAL0FS嘲RSANDACrIIAlDRSV01．20No．6JUN．2007ResearchonIntelligentomni-DirectionalVisionSensorsandTheirApplications+T、ANGYi—声i咒g+，YE】，D扎90iP，ZHUⅥ一^甜口，GUXi口。一忌口i(C0llegeo，lnfom盘￡i雠E摊g毫n扰ring，zhejiqngU霸i1地rstt了ofTgch舶fog，，Hnng≈ho聪310032，Chi船)Abst瑚虻t

2、：0mni—DirectionalVisionSensor(0DVS)isoneofimportantcomponentso{sensornetworks．De—signofOI)VS，embeddedLinuxODVS，videoserverofODVS，andsoftwaredevelopmentofODVSappli—cationsarestudied．Inaddition，theapplicationsofmulti—objectautomatictrackingsystemsbasedonOD—VSaredescribed．Moreove

3、r，experimentaIresuItsareproposed．Thisresearchissignificantforsensornet—workstobeefficientlyandeffectivelyimplemented．Keywords：omni—DirectionalVisionSensor(ODVS)；embeddedlinux；multi—objecttracking；surveillanceE】欧妃C：7230；6150P智能全方位视觉传感器及其应用研究*汤一平。，叶永杰，朱艺华，顾校凯(浙江工业大学信息工程学院，杭州3100

4、32)摘要：全方位视觉传感器(ODⅣs，0rIlni—DirectionalvisionSensor)是传感器网络的一种重要部件．该文研究了0Dvs的设计、嵌入式Linux0DVS系统结构、0DVs视频服务器及0D、，S应用系统软件的开发，详细阐述了基于oDVs的多目标自动跟踪系统的具体应用，给出了实验结果，本研究对传感器网络的高效应用有着重要的应用价值．关键词：全方位视觉传感器；嵌入式Linux；多目标跟踪；监控中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1004-1699(2007)06-1316—05传感器网络(SensorNetwor

5、ks)是国际上的研究热点，也是我国国务院发布的《2006—2020年国家中长期科学和技术发展规划纲要》中的重点领域及其优先主题．值得指出的是：美国加州大学研究人员几年前就已经开始研究集传感、通信、移动等多种技术于一身的电子器件，取名为“智尘”(Smart—Dust)——将传感器与通信系统集成到1mm3的空间中的电子器件，而且已经做出样品[1]．在军事上，让一些移动传感器或“智尘”游动在敌方阵地，组成一个移动传感器网络，就可以搜集敌方的军事情报，而且不易被敌方发觉与摧毁；在民用上，移动传感器网络可以用于公安、消防、灾难预防与抢险救灾(如利用移动传感器

6、，实时收集矿井中的瓦斯数据，及时报告瓦斯异常位置，以避免矿难；实时探测林区的火险苗头，以控制森林火灾；等等)，总之，SmartDust传感器有着广泛的应用前景．全方位视觉传感器(ODVS，Omni—DirectionalVisionSensor)在1970年由美国D．Rees发明[3

7、．进人21世纪后，由于计算机视觉处理能力的提高以及视觉传感器件的普遍应用，ODVS被迅速应用于监控和机器人视觉引导等领域，为实时获取场景的全景图像提供了一种全新的解决方案．0DVS拥有360度的视野，能够将一个半球压缩成一幅图像，通过全景光学成像技术、计算机图像处理技

8、术、嵌入式系统技术、计算机软件技术为摄像设备领域提供一种全景的视觉信息采集途径，信息采集安全可靠．此外，ODVS的布置灵活，不需瞄准目标．本文重点研究ODVS装置的设计，硬件环境配置，智能跟踪应用系统软件的设计与性能表现，以及ODVS的应用．基金项目：国家自然科学基金资助(60473097)；浙江省自然科学基金重点项目资助(Z105185)收稿日期：2006—08—18修改日期：2006一09—25万方数据第6期汤一平，叶永杰等：智能全方位视觉传感器及其应用研究。13171oDVS及其相关平台设计ODVS的构造如图1所示．聚光透镜以及摄像单元固定在

9、圆筒体的下部；圆筒体的上部固定着一个向下的大曲率的折反射镜，其光学原理是全景图像的光点经透明外罩，在折反射镜上形成折反射，