基于单相机和DSP平台的目标角速率测量方法研究
发布时间：2021-11-01 18:53
视线角速率是系统导航、目标制导中的一个非常重要的参数,特别是在精确末制导系统中,末制导提供的主要制导信息就是视线角速率,因此视线角速率的提取和解算一直是一个非常重要的研究课题。通过研究现有视线角速率的研究现状,针对现在捷联惯导系统中视线角速率难以直接获取、导航系统发展小型化轻量化的发展趋势,本文提出一种只使用单相机序列图像来解算视线角速率的方法,并在嵌入式系统DSP平台上进行验证实施。目标检测跟踪是视线角速率计算的一个重要前提和基础,对后续视线角速率计算的效率以及精度影响很大。本文首先对目标检测跟踪技术进行介绍。首先介绍了帧间差分法和背景差分法两类目标检测技术,并进行实验验证其检测效果,通过对比说明其优缺点及适用场合。然后介绍了meanshift目标跟踪技术,meanshift目标跟踪是一种简单、快速的目标跟踪算法,适用于小型快速的系统要求,通过实验验证,可以较好的达到跟踪目标的目的。在目标跟踪基础上研究推导出视线角速率解算模型和方法。通过定义坐标系并进行坐标系之间转换推导得到视线角速率的计算模型,得到所需的视线角、视线角速率。该方法即利用序列图像中的运动目标坐标解算得到体视线角,通过...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Harris角点检测匹配结果
算得到的数据偏差较大。因此根据理论分析和实验验证，要实现更加精确的解算，在系统实时性要求可以满足的情况下，尽量多次进行匹配点筛选，并通过附加多层匹配约束去除错误匹配点，在解算得到运动目标基础上，去除由于目标运动引起的图像变化，另外还可将系统应用于识别度相对比较大的背景视场内。通过误差分析和补偿，可以使得实验的结果更加准确。4.3.3 视线角速率仿真从前面分析可以得出，视线角速率的求解，需要弹体姿态角 T 和弹体体视线角q 、q 。体视线角可以通过图像坐标获得，而弹体的姿态角可以通过图像匹配得到。在本次仿真过程中，仿真所用的数据是由视线角速率反推得到。体视线角的构建方法：由设定的目标视线角速率得到目标视线角，然后根据体视线角和视线角之间的关系进行推导计算。图 4-9 为视线角速率仿真图。
48图 5-1 TMS320DM642 芯片内部功能结构框架图5.1.2 通用 DSP 处理平台通用 DSP 处理平台（以下简称平台）基于 DSP+FPGA 的结构，是实现对标准 PAL 制图像进行采集、处理，输出并配以千兆以太网接口、GPIO 及 RS485串口的视频处理平台。1．技术指标及技术参数DSP 处理器：采用 TI 公司 TMS320DM642 工业级芯片，主频 500MHz；
【参考文献】：
期刊论文
[1]逆向工程中基于立体视觉的三维几何模型重构研究[J]. 王赟,刘苏醒. 装备制造技术. 2015(05)
[2]一种基于雾天图像增强的SURF图像匹配方法[J]. 李骥,莫小锋,王威,杨蔚蔚. 计算机工程与应用. 2015(14)
[3]利用导引头控制无人飞行器模拟导弹制导过程的试验研究[J]. 高卫,孙奕帆,危艳玲. 弹箭与制导学报. 2015(01)
[4]惯导系统漫谈[J]. 蓝白,王伟. 兵器知识. 2013(09)
[5]基于小波边缘提取的混合运动目标检测算法[J]. 李孟歆,范静静,张颖,张锐,侯丁丁,许伟靖. 集成技术. 2013(03)
[6]基于改进的三帧差分法运动目标检测[J]. 丁磊,宫宁生. 电视技术. 2013(01)
[7]基于金字塔多分辨率和钻石搜索的目标跟踪算法及其在DSP上的实现[J]. 庞国瑞,葛广英,葛菁,田存伟. 数据采集与处理. 2012(06)
[8]一种弹目视线角的计算方法[J]. 乔朋朋,李小兵,杨瑜哲. 光电工程. 2012(07)
[9]TMS320DM642的视频实时处理和显示系统的设计[J]. 唐刚,李朝海,左洪成. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(01)
[10]半捷联稳定控制方案与制导信息提取方法[J]. 贾筱媛,赵超. 红外与激光工程. 2011(12)
硕士论文
[1]DSP平台实现的实时跟踪算法的研究[D]. 杨一帆.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[2]序列图像中运动目标跟踪算法研究[D]. 苏永钢.郑州大学 2014
[3]基于Harris特征的图像拼接技术研究[D]. 易波.四川农业大学 2014
[4]弹载相控阵导引头捷联去耦技术研究[D]. 叶昌.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于微惯性组件的弹体姿态测量算法研究[D]. 陈楠.西安工业大学 2013
[6]基于微惯性传感器的姿态算法研究[D]. 丁君.上海交通大学 2013
[7]基于对极几何的图像匹配研究[D]. 钟键.中南大学 2010
[8]基于MeanShift算法的目标跟踪问题研究[D]. 田莘.西安科技大学 2010
[9]基于DM642的camshift目标跟踪算法研究[D]. 杨振兴.南京理工大学 2010
[10]捷联成像导引头视线角速率估计方法研究[D]. 李璟璟.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3470622
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Harris角点检测匹配结果
算得到的数据偏差较大。因此根据理论分析和实验验证，要实现更加精确的解算，在系统实时性要求可以满足的情况下，尽量多次进行匹配点筛选，并通过附加多层匹配约束去除错误匹配点，在解算得到运动目标基础上，去除由于目标运动引起的图像变化，另外还可将系统应用于识别度相对比较大的背景视场内。通过误差分析和补偿，可以使得实验的结果更加准确。4.3.3 视线角速率仿真从前面分析可以得出，视线角速率的求解，需要弹体姿态角 T 和弹体体视线角q 、q 。体视线角可以通过图像坐标获得，而弹体的姿态角可以通过图像匹配得到。在本次仿真过程中，仿真所用的数据是由视线角速率反推得到。体视线角的构建方法：由设定的目标视线角速率得到目标视线角，然后根据体视线角和视线角之间的关系进行推导计算。图 4-9 为视线角速率仿真图。
48图 5-1 TMS320DM642 芯片内部功能结构框架图5.1.2 通用 DSP 处理平台通用 DSP 处理平台（以下简称平台）基于 DSP+FPGA 的结构，是实现对标准 PAL 制图像进行采集、处理，输出并配以千兆以太网接口、GPIO 及 RS485串口的视频处理平台。1．技术指标及技术参数DSP 处理器：采用 TI 公司 TMS320DM642 工业级芯片，主频 500MHz；
【参考文献】：
期刊论文
[1]逆向工程中基于立体视觉的三维几何模型重构研究[J]. 王赟,刘苏醒. 装备制造技术. 2015(05)
[2]一种基于雾天图像增强的SURF图像匹配方法[J]. 李骥,莫小锋,王威,杨蔚蔚. 计算机工程与应用. 2015(14)
[3]利用导引头控制无人飞行器模拟导弹制导过程的试验研究[J]. 高卫,孙奕帆,危艳玲. 弹箭与制导学报. 2015(01)
[4]惯导系统漫谈[J]. 蓝白,王伟. 兵器知识. 2013(09)
[5]基于小波边缘提取的混合运动目标检测算法[J]. 李孟歆,范静静,张颖,张锐,侯丁丁,许伟靖. 集成技术. 2013(03)
[6]基于改进的三帧差分法运动目标检测[J]. 丁磊,宫宁生. 电视技术. 2013(01)
[7]基于金字塔多分辨率和钻石搜索的目标跟踪算法及其在DSP上的实现[J]. 庞国瑞,葛广英,葛菁,田存伟. 数据采集与处理. 2012(06)
[8]一种弹目视线角的计算方法[J]. 乔朋朋,李小兵,杨瑜哲. 光电工程. 2012(07)
[9]TMS320DM642的视频实时处理和显示系统的设计[J]. 唐刚,李朝海,左洪成. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(01)
[10]半捷联稳定控制方案与制导信息提取方法[J]. 贾筱媛,赵超. 红外与激光工程. 2011(12)
硕士论文
[1]DSP平台实现的实时跟踪算法的研究[D]. 杨一帆.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[2]序列图像中运动目标跟踪算法研究[D]. 苏永钢.郑州大学 2014
[3]基于Harris特征的图像拼接技术研究[D]. 易波.四川农业大学 2014
[4]弹载相控阵导引头捷联去耦技术研究[D]. 叶昌.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于微惯性组件的弹体姿态测量算法研究[D]. 陈楠.西安工业大学 2013
[6]基于微惯性传感器的姿态算法研究[D]. 丁君.上海交通大学 2013
[7]基于对极几何的图像匹配研究[D]. 钟键.中南大学 2010
[8]基于MeanShift算法的目标跟踪问题研究[D]. 田莘.西安科技大学 2010
[9]基于DM642的camshift目标跟踪算法研究[D]. 杨振兴.南京理工大学 2010
[10]捷联成像导引头视线角速率估计方法研究[D]. 李璟璟.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3470622
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