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基于图像处理的头盔空间位置测量

作　者: 李召鑫
导　师: 李海峰；郑臻荣
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 机器视觉视觉测量头盔瞄准具运动测量图像匹配
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 46次
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内容摘要

头盔瞄准具(HMS)是现代飞机操控系统中不可或缺的部件,它主要辅助飞行员进行仪器仪表的控制和武器的瞄准攻击。头盔瞄准具的工作原理大致分为电磁式、传感器式、光电式、声学式、图像处理式等。本文主要针对基于图像处理式的头盔瞄准具,展开相关的研究工作。文章中各个章节的大体内容如下。第一章在查阅了大量参考资料的基础上,主要介绍了头盔瞄准具的发展应用情况、工作原理。此外本章还介绍了机器视觉、视觉测量方面的相关知识,进而引出了本文的研究课题以及研究意义。第二章主要介绍了视觉测量中的相机标定、成像模型、畸变矫正等相关工作,主要介绍了一些常用的相机定标方式、以及本课题中采用的定标方案；常用的相机成像模型、本课题采用的成像模型；本实验采用畸变矫正方法；此外本章还对双目视觉的成像原理做了阐述。第三章主要对双目视觉测量中的立体图像匹配技术和双目视觉测量系统的在空间不同位置的分辨能力进行了详细研究,前者主要是介绍了通用的图像匹配方式,本课题所采用的图像匹配方式；后者详细介绍了系统分辨率与相机的光轴夹角、相机的焦距、物点的观测位置等参量的关系。第四章着重对本课题的方案进行了详细的阐述,介绍了方案的具体实施方式,分析了方案的优缺点,并且进行了大量的实验验证,并且对整个系统的观测精度进行了细致的分析。第五章对本课题的工作进行了总结,并对进一步的研究工作做了一定的展望。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-8
目录  8-10
第一章绪论  10-21
  1.1 头盔瞄准具简介  10-11
  1.2 基于不同测量原理的头盔瞄准具  11-13
  1.3 机器视觉及视觉测量  13-17
    1.3.1 单目视觉测量  13-14
    1.3.2 双目视觉测量  14-17
  1.4 本课题研究的内容及意义  17-21
    1.4.1 研究内容  17-19
    1.4.2 研究意义  19-21
第二章相机标定及双目视觉的测量原理  21-38
  2.1 相机的成像模型  22-31
    2.1.1 相机成像的线性模型  22-29
    2.1.2 相机成像的非线性模型  29-31
  2.2 相机标定方法  31-34
    2.2.1 相机标定方法综述  31-34
  2.3 双目立体视觉测量系统的测量原理  34-38
第三章双目立体视觉测量系统的系统精度分析及图像匹配  38-57
  3.1 实验系统简介  38-39
  3.2 双目立体视觉测量系统的精度分析  39-49
    3.2.1 双目立体视觉测量系统的精度与两台相机光轴夹角的关系  39-43
    3.2.2 双目立体视觉测量系统的精度与镜头焦距的关系  43-45
    3.2.3 双目立体视觉测量系统的精度与空间位置的关系  45-49
  3.3 双目图像匹配  49-56
    3.3.1 图像前期处理  49-52
    3.3.2 图像匹配技术  52-53
    3.3.3 本课题特征点匹配的实现方式  53-56
  3.4 小结  56-57
第四章基于视觉的头部运动测量及分析  57-77
  4.1 镜头畸变矫正  57-60
  4.2 测量系统的初始标定  60-63
  4.3 头部运动测量  63-69
    4.3.1 常见的头部运动测量式  63-65
    4.3.2 本课题的头部运动测量方案  65-69
  4.4 实验结果及分析  69-77
第五章课题总结和展望  77-79
  5.1 课题总结  77
  5.2 课题展望  77-79
攻读硕士机器发表的论文和申请的专利  79-80
参考文献  80-85

基于图像处理的头盔空间位置测量

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