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基于嵌入式平台的多摄像机目标跟踪系统研究

作　者: 李凯
导　师: 王军宁; 张勇
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 多摄像机嵌入式 DM6446 目标检测 DSP
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

多摄像机目标跟踪系统使用两个或两个以上摄像机组成目标跟踪系统，多摄像机的使用可以弥补单摄像机视野范围有限、目标遮挡、场景混乱、目标移动变形等问题，有效解决复杂环境下的目标识别与跟踪。多摄像机跟踪系统在复杂环境下所体现出的识别与跟踪优势，使其在交通疏导、远程视频、军事装备、医疗会诊、场景监控等领域具有广阔的研究价值和应用前景。而基于嵌入式平台的跟踪系统研究结合了嵌入式平台体积小、成本低，针对性强，稳定性高等优点，吸引了越来越多的关注和研究。本文首先分析了多摄像机跟踪的研究现状和关键技术，研究了多摄像机系统组成，总结了多摄像机系统组成中各个关键环节，并对当前多摄像机跟踪主要的技术难点和算法做了全面的总结、分析。给出了摄像机成像模型，在此基础上研究了视野重叠情况下的多摄像机目标匹配和坐标映射问题，采用单应约束来计算坐标匹配矩阵。然后介绍了基于TI DavinciARM+DSP双核结构的DM6446芯片，剖析了双核芯片的内部结构。对集成了DM6446芯片的TI DM6446EVM开发板的硬件组成进行了说明。构建Davinci开发工具链，进行Linux内核和文件系统的移植工作，建立linux开发环境。详细讨论了Davinci软件复杂的工作原理，着重分析了Davinci软件开发的xDM标准和编解码引擎CE。最后完成ARM端应用控制程序和DSP端算法程序的软件编写工作，在嵌入式平台能够运行帧差法和混合高斯背景差；搭建双嵌入式平台系统，ARM端运行系统控制程序，DSP端运行跟踪匹配算法；嵌入式平台之间通过网络传送目标视频和信息；在双摄像机交叉视野下实现对运动目标的跟踪，在目标离开一个摄像机视野进入下一个摄像机视野之后，仍可以保持对运动目标的持续跟踪。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 多摄像机研究现状与关键技术  8-15
    1.2.1 国内外研究现状  8-10
    1.2.2 多摄像机系统组成  10-14
    1.2.3 技术难点  14-15
  1.3 本文主要内容  15-17
第二章目标识别与多摄像机协同  17-31
  2.1 运动检测  17-24
    2.1.1 光流法  17-18
    2.1.2 帧差法  18-19
    2.1.3 背景差法  19-22
    2.1.4 仿真结果  22-24
  2.2 多摄像机之间的单应约束  24-31
    2.2.1 摄像机成像模型  24-26
    2.2.2 单应矩阵  26-28
    2.2.3 单应矩阵的求解  28-29
    2.2.4 单应矩阵实现分析  29-31
第三章 DM6446EVM 软硬件结构  31-47
  3.1 TMS320DM6446 芯片相关介绍  31-34
    3.1.1 ARM 子系统  32
    3.1.2 DSP 子系统  32
    3.1.3 视频处理子系统(Video Port Sub System)  32-34
  3.2 DM6446 EVM 开发板  34-37
    3.2.1 开发板硬件结构  34
    3.2.2 开发板软件开发环境搭建  34-37
  3.3 Davinci 软件架构及编解码引擎的配置  37-47
    3.3.1 Davinci 软件架构  37-40
    3.3.2 编解码引擎与 xDM 标准  40-41
    3.3.3 xDAIS 和 xDM 分析  41-42
    3.3.4 编解码引擎与 xDM  42-44
    3.3.5 信号的流程  44-47
第四章多摄像机系统结构与实现  47-59
  4.1 嵌入式 DM6446EVM 的组网  47-48
  4.2 ARM 端应用程序实现  48-51
  4.3 DSP 端算法程序实现  51-55
  4.4 系统验证  55-59
第五章结束语  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-67
作者在攻读硕士期间完成的工作  67-68

基于嵌入式平台的多摄像机目标跟踪系统研究

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