战车目标跟踪显控技术研究

发布时间：2017-08-11 18:10

  本文关键词：战车目标跟踪显控技术研究

  更多相关文章： 跟踪 SIFT 多尺度空间 显控

【摘要】：现代战场的作战模式从强调单兵作战能力,向多维空间一体化联合协同作战模式转变,而且随着信息技术、智能化武器等高科技技术不断取得突破,在战车中装载智能跟踪显控系统成为必然的发展趋势,有助于战时信息直观显示,便于战况分析和指令传达,满足信息共享需求,降低数据误传几率,对把握战机和提高作战效率具有重要意义。本文首先设计了战车跟踪显控系统的总体结构和作战态势转换逻辑,研究了两个人机交互平台的功能分区,实现了作战状态和作战维护状态下的前端数据采集、外引导、用户操作台、显控操作台和视频跟踪等各模块功能,根据功能结构和作战态势逻辑给出了系统的详细工作流程。此外,制定了外部接口结构、报文编码规则、数据流向和通讯协议格式,采用异步RS232串口实现了系统的通讯,并设置保留位和校验位,提高了通讯功能的可扩充性和准确性。针对镜头移动带来的背景变换和目标移动的双重问题,研究了主流的视频跟踪算法,详细比较了各个算法在尺度、光照、旋转等变换方面的稳定性,综合考虑本系统的实际工作环境,采用基于SIFT视频跟踪算法实现动态背景运动目标的检测和跟踪。在完成SIFT算子不变性实验的基础上,确定跟踪目标的搜索框大小,对搜寻范围内的图像进行高斯金字塔分解和高斯差分金字塔分解,比较高斯差分金字塔同尺度中的相邻两层找到极值点,并对极值点建立描述子进而实现目标的跟踪。在光照和尺度变化以及遮挡等比较复杂动态背景下,运动目标的跟踪结果呈现出较高的准确性和鲁棒性。最后对战车目标跟踪显控系统进行了实验验证和性能测试,通过实体串口和虚拟串口平台完成通讯数据包测试,结果表明通讯系统数据传输正常且满足传输速率和实时性要求。通过对用户操作平台和显控操作台的测试,表明本系统的人机交互平台具有较好的交互友好性和迅速的操作响应,且各项通讯状态显示正常。
【关键词】：跟踪 SIFT 多尺度空间 显控
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ810.37;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究发展现状11-14
• 1.2.1 战车显控技术发展11-12
• 1.2.2 视频跟踪技术发展12-14
• 1.3 视频跟踪方法14-18
• 1.3.1 基于对比度分析的目标跟踪算法14-15
• 1.3.2 基于运动检测的目标跟踪算法15-16
• 1.3.3 基于匹配的目标跟踪算法16-18
• 1.4 论文主要研究内容及结构18-20
• 第2章 战车目标跟踪显控系统总体方案设计20-30
• 2.1 系统总体设计20-23
• 2.1.1 系统结构设计20-21
• 2.1.2 系统功能设计21-22
• 2.1.3 态势逻辑设计22-23
• 2.2 通讯系统设计23-27
• 2.2.1 外部接口设计23-25
• 2.2.2 数据流向分析25-26
• 2.2.3 通讯协议格式26-27
• 2.3 人机交互平台设计27-29
• 2.3.1 用户操作平台27-28
• 2.3.2 显控操作平台28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 战车显控系统方案实现30-41
• 3.1 显控系统工作流程30-32
• 3.2 通讯接口32-38
• 3.2.1 外部接口标识32-33
• 3.2.2 外引导通讯接口数据包33-34
• 3.2.3 前端设备通讯接口数据包34-36
• 3.2.4 显控操作台通讯接口数据包36-38
• 3.3 人机交互平台实现38-40
• 3.3.1 用户操作平台38-39
• 3.3.2 显控操作平台39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 战车跟踪算法研究与实现41-54
• 4.1 SIFT算法41-45
• 4.1.1 构建尺度空间41
• 4.1.2 建立图像高斯金字塔41-42
• 4.1.3 建立图像高斯差分金字塔42-43
• 4.1.4 尺度空间上极值点检测43
• 4.1.5 极值点描述43-45
• 4.1.6 特征描述子45
• 4.2 SIFT不变性实验45-49
• 4.2.1 旋转与光照对特征匹配的影响45-46
• 4.2.2 旋转与尺度对特征匹配的影响46-47
• 4.2.3 尺度与噪声对特征匹配的影响47-48
• 4.2.4 光照与噪声对特征匹配的影响48-49
• 4.3 跟踪实验结果49-52
• 4.3.1 高斯金字塔和高斯差分金字塔分解49-51
• 4.3.2 视频跟踪步骤51-52
• 4.3.3 视频跟踪结果52
• 4.4 本章小结52-54
• 第5章 战车目标跟踪显控系统验证54-74
• 5.1 自检测试54-58
• 5.2 操作项测试58-66
• 5.2.1 手动搜索和视频跟踪模式测试58-60
• 5.2.2 外引导模式测试60-63
• 5.2.3 转台显示区测试63-65
• 5.2.4 其他操作模式测试65-66
• 5.3 串口通讯测试66-73
• 5.3.1 D1通讯接口测试68-69
• 5.3.2 D2通讯接口测试69-71
• 5.3.3 D4通讯接口测试71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 结论74-76
• 参考文献76-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果81-83
• 致谢83

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本文编号：657515