大范围落区群发弹丸定位技术

发布时间：2020-10-02 11:04

　　鉴于目前炮兵、航空兵等部队作战训练中弹群位置的探测缺少理想的方法,本文立足于解决弹群着点位置的难题,设计了一种基于立体视觉的群发弹丸定位方法。该方法利用左、右双相机采集图像序列,结合立体视觉测量原理以及数字图像处理技术,实现齐射投弹模式下弹群的识别、跟踪与定位功能。本文工作的主要内容及获得的成果如下:1)研究了基于双目立体视觉的测量方法,建立了适用于群发弹丸基于小孔成像的立体视觉测量模型。分析了图像像素坐标与世界坐标的对应关系,给出了最小二乘意义下的弹群着点坐标表达式。2)研究对比了多种标定方法,分析了立体视觉标定原理,提出了大范围标定方法,并推导了标定过程中摄像机内外参数的公式。3)分析了群发弹丸成像特点并探索了图像中噪声出现的原因,研究了群发弹丸图像处理算法。采用了群发弹丸判别与伪目标剔除方法,利用目标特征提取实现了目标中心坐标的提取,研究了基于极线约束的群发弹丸立体匹配方法。本文搭建了系统实验平台并对模拟群发弹丸定位进行了试验验证,试验结果表明该系统在满足设计指标要求的同时,克服了人工测量效率低、测量目标单一和不灵活等缺点,提高了定位系统的可操作性,扩大了适用范围。
【学位单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP391.41;TJ410.6
【部分图文】：

序列,流程设计,定位系统

于目前炮兵、航空兵等部队作战训练中弹群位置的探测缺少自动测试的方用左、右双摄像机采集图像序列，结合立体视觉测量原理以及数字图像处理射投弹模式下弹群的定位。据本文所涉及的项目的需求，定位系统具体技术指标如下：）测试精度：≤2m）测试范围：500m×500m；）群发弹丸数目：≥5 个。位系统测试方案文针对大范围落区群发弹丸定位的难题，根据现有的立体视觉技术[35-41]，于双目立体视觉的弹群定位方法。图 2.1 是定位系统流程。由图 2.1 可见，是基于双目立体视觉的测量模型，进行群发弹丸探测、判别过程。然后，平台，研究目标图像处理算法、摄像机内、外参数研究和立体匹配方法最

整体布局,整体布局,定位系统

西安工业大学专业硕士学位论文三维坐标。根据系统测试流程可以确定组成系统所需要的器件，根据系统指标设置合理的系统布局。在本系统使用的测量模型中，必须保证测量目标在两摄共视场中；两经纬仪涉及摄像机外参数计算，故其测量视场也必须包含在测试触发器控制摄像机的采集卡使其同时触发采集图像。根据上述分析得到系统整图 2.2。

示意图,小孔成像,摄像机模型,示意图

图 2.2 定位系统整体布局.2 定位系统测量模型的建立.2.1 摄像机模型本文是以经典的摄像机模型（针孔模型）为基础的。如图 2.3 所示，三维空间中，

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