大视场尺度空间应用中目标解算模型建立与标定

发布时间：2017-09-13 19:31

  本文关键词：大视场尺度空间应用中目标解算模型建立与标定

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【摘要】：国内外采取的机场场面监视技术及手段主要有场面监视雷达、ADS-B(广播式自相关监视)以及多点定位技术等。ADS-B的定位信息来自GPS全球定位系统,能够提供位置信息的精度约为30米。多点定位技术能够实现地面定位精度在10米以内,但要依赖被监视者的主动应答或报告,这两种技术均适用于协作式目标的监视。场面监视雷达作为目标监视的重要技术手段其精度一般为17米,存在覆盖盲区、尤其是造价昂贵等不利因素对其广泛使用带来负面影响。国际民航组织对机场综合交通监视与引导系统提出多传感器监视的要求。为此,本文开展非合作式目标监视的方法研究,提出将双目立体视觉测量原理应用于大视场范围、大尺度目标的位置测量。为了说明所提方案在场面监视的可行性,重点进行了目标解算模型的理论推导、实验验证、参数标定、测量误差分析、目标图像点匹配等方面的工作。具体的研究内容包括:首先,基于双目视觉测量原理建立目标解算模型。在掌握双目测量原理的情况下,针对大视场范围的应用背景,建立目标解算的数学模型,根据测量系统参数的敏感程度对数学模型进行化简,便于现场解算。其次,在该目标解算模型的基础上,研究一种新的应用于大视场范围内的标定方法,提出视场范围内不允许放靶标情况下的标定方法。分析了目标解算模型中相关参数对监视范围的影响,研究参数的设定,使其达到最广阔的视觉范围。进行目标解算模型的测量精度分析,测量误差主要来源于系统参数标定和实际测量两个方面。研究各个参数对模型精度的影响。
【关键词】：场面监视 解算模型 模型误差 视觉测量
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V355;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 背景和意义9-12
• 1.1.1 机场场面监视发展及现状9-10
• 1.1.2 双目视觉测量技术发展10-11
• 1.1.3 本课题的研究意义与研究现状11-12
• 1.2 本课题的研究目标、主要工作及内容安排12-14
• 1.2.1 本课题的研究目标12
• 1.2.2 课题主要工作12-13
• 1.2.3 本文的内容安排13-14
• 第二章 双目视觉测量原理14-24
• 2.1 摄像机透射模型14-17
• 2.1.1 图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系及其变换14-16
• 2.1.2 线性模型（针孔成像模型）16-17
• 2.2 双目视觉测量原理17-18
• 2.3 测量系统精度分析18-23
• 2.3.1 误差传递理论19
• 2.3.2 误差合成理论19-20
• 2.3.3 测量系统精度分析模型20-23
• 2.3.4 机场场面监视应用特点23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 大视场的目标位置解算模型24-44
• 3.1 目标解算模型24-32
• 3.1.1 摄像机参数分析24-27
• 3.1.2 目标解算模型27-29
• 3.1.3 Y值大小对模型影响的仿真计算29-32
• 3.2 目标解算模型的监视范围32-36
• 3.3 目标解算模型参数的标定36-39
• 3.3.1 摄像机标定及分类36-37
• 3.3.2 大视场范围内的标定37-38
• 3.3.3 视场外标定方法38-39
• 3.4 基于大视场匹配算法研究39-43
• 3.4.1 双目立体匹配39
• 3.4.2 立体匹配算法39-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 实验与精度分析44-55
• 4.1 目标解算模型的实验验证44-51
• 4.1.1 双目视觉测量实验一44-48
• 4.1.2 双目视觉测量实验二48-50
• 4.1.3 目标解算模型精度分析50-51
• 4.2 双目视觉测量标定的实验验证51-54
• 4.2.1 实验简述51-52
• 4.2.2 数据处理及结果52-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 论文总结55
• 5.2 研究展望55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士期间所发表的论文62

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本文编号：845483