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舰载机位置图像测量标定算法研究

作　者: 贾书丽
导　师: 孙广毅
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 应用数学
关键词: 双目视觉空中目标定位相机标定坐标系转换
分类号: U674.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 38次
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内容摘要

实时得到舰载机空中图像的位置对于舰载机安全着舰有着至关重要的意义。本文将采用双目视觉算法来实现对舰载机空中位置的定位。双目视觉算法是通过双目视差原理,实现对空中目标的测量定位的。用双目视觉算法获取空中目标的位置是通过固定平台上的两台照相机,对空中目标进行拍照,获得具有一定视差的两幅图像,计算机通过对图像的处理,运用双目视觉原理,就可以得到空中目标的三维信息,达到对空中舰载机的定位目的。双目视觉的研究是一个很有价值的热门研究课题,本文将双目视觉理论运用到对空中目标的定位测量,该研究在军事、工业和民生都有很广泛的应用价值。对于空中目标定位的双目视觉算法本文主要分三步完成。首先,分析基于双目视觉定位算法的基本原理,通过成像的几何关系,考虑空间点在定位相机像平面上的投影关系,结合视差理论,建立双目视觉投影成像模型,建立各坐标系之间的转换关系,完成相机标定。其次,对外界干扰的情况下,如初始相机平台发生变化及空中目标移动等情况,解决发生这些情况下的坐标系转化的问题,重新确定相机标定的内外参数,对双目视觉定位算法进行改进,使其更准确的定位空中目标位置。最后,对基于双目视觉的空中目标定位算法进行数学仿真,从实验数据中进一步验证本文所给出的算法。仿真结果表明本文给出的双目视觉定位算法对空中目标定位的精度在毫米以上,系统具有稳定性,更好的证明了算法的可行性及有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 研究背景及意义  10-12
  1.2 国内外研究现状及发展  12-16
  1.3 本文研究的内容和主要工作  16-17
第2章双目视觉下的相机标定  17-33
  2.1 引言  17
  2.2 坐标系定义  17-20
    2.2.1 图像像素坐标系  17-18
    2.2.2 图像物理坐标系  18-19
    2.2.3 相机坐标系  19
    2.2.4 世界坐标系  19-20
  2.3 单相机标定  20-29
    2.3.1 线性相机模型(针孔模型)  20-23
    2.3.2 线性相机模型定标  23-27
    2.3.3 非线性相机模型定标  27-29
  2.4 双相机标定原理  29-32
    2.4.1 双目视觉原理  29-30
    2.4.2 双相机模型的视差定位  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章基于动态平台下相机标定研究  33-45
  3.1 引言  33
  3.2 动态平台受干扰模型  33-38
    3.2.1 动态平台发生转动干扰  33-36
    3.2.2 动态平台发生位移干扰  36-38
  3.3 最小二乘拟合原理  38-42
  3.4 实验方案与实验结果  42-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章舰载机双目视觉定位相机标定研究  45-55
  4.1 引言  45
  4.2 双目定位算法  45-47
  4.3 基于目标运动下的定位  47-48
  4.4 双目视觉定位算法实验  48-50
    4.4.1 算法实现过程  48-49
    4.4.2 实验结果  49-50
  4.5 误差分析  50-54
    4.5.1 实验数据误差分析  50-52
    4.5.2 误差及产生原因  52-54
  4.6 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-60
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  60-61
致谢  61

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