本文關(guān)鍵詞：航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 航拍圖像 數(shù)據(jù)同步 數(shù)據(jù)處理 目標定位

【摘要】：隨著“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想的提出與實現(xiàn),將增加我國管轄水域的船舶交通流量,也對保障海上航行安全和海洋環(huán)境提出了更高的要求。無人機憑借安全、快速等優(yōu)勢逐漸成為海事部門進行船舶交通監(jiān)管和海上搜尋救助的新工具。無人機的應(yīng)用,彌補了傳統(tǒng)海事巡航裝備在海上應(yīng)急處置中的不足,提高了海上應(yīng)急搜救及海事監(jiān)管效率。無人機航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)的實現(xiàn)解決了海上目標定位問題,但系統(tǒng)要實際應(yīng)用還存在一些問題。本文針對航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的航拍視頻圖像、GPS與姿態(tài)傳感器采集頻率不一致,以及因海上環(huán)境因素干擾造成的采集數(shù)據(jù)缺失、異常等問題進行研究,以解決系統(tǒng)在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題。首先總結(jié)并歸納了國內(nèi)外學(xué)者在無人機航拍應(yīng)用、目標定位技術(shù)及航拍數(shù)據(jù)處理等方面的研究成果,根據(jù)航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)需求,對目標定位數(shù)據(jù)同步、異常原因及數(shù)據(jù)處理進行了研究。在此基礎(chǔ)提出適合于系統(tǒng)的時間同步點插值數(shù)據(jù)同步算法和模糊控制自適應(yīng)卡爾曼濾波數(shù)據(jù)處理算法,并對算法進行有效性仿真驗證。最后,應(yīng)用研究成果對航拍圖像海上目標“一鍵”定位軟件進行補充完善。本文所提出的算法模型經(jīng)仿真驗證表明:根據(jù)海上應(yīng)用環(huán)境,由時間同步點插值數(shù)據(jù)同步算法和模糊控制自適應(yīng)卡爾曼濾波數(shù)據(jù)處理算法處理后的GPS與AHRS姿態(tài)數(shù)據(jù)可以滿足航拍圖像海上目標定位的需求。其中,通過以GPS數(shù)據(jù)更新時刻作為同步時刻對AHRS進行同步插值處理后,既可以實現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)之間的同步,又避免了同步時間點AHRS姿態(tài)無數(shù)據(jù)的問題。模糊控制自適應(yīng)卡爾曼濾波作為航拍圖像數(shù)據(jù)處理方法,在對數(shù)據(jù)進行誤差優(yōu)化處理的同時,通過算法預(yù)測值可以解決數(shù)據(jù)缺失時造成無法定位的問題,提高系統(tǒng)定位的可靠性。本文運用Visual C++對系統(tǒng)軟件進行完善,將數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)處理編寫入系統(tǒng)軟件中,并進行相應(yīng)的測試,最后提出研究需要進一步完善的地方,以及后期拓展的展望。
【關(guān)鍵詞】：航拍圖像 數(shù)據(jù)同步 數(shù)據(jù)處理 目標定位
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U675.79
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 主要符號表10-11
• 第1章 引言11-18
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文主要內(nèi)容16-17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 第2章 航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)概述18-27
• 2.1 航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境18-19
• 2.2 航拍圖像海上目標定位算法19-20
• 2.3 無人機選型20-22
• 2.4 航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)的組成與工作原理22-25
• 2.4.1 系統(tǒng)組成22-24
• 2.4.2 系統(tǒng)工作原理24-25
• 2.5 本文研究的關(guān)鍵技術(shù)問題25
• 2.6 本章小結(jié)25-27
• 第3章 航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步27-38
• 3.1 系統(tǒng)定位所需數(shù)據(jù)類型及采集方式27-30
• 3.1.1 GPS數(shù)據(jù)27-28
• 3.1.2 姿態(tài)角數(shù)據(jù)28-30
• 3.1.3 視頻圖像數(shù)據(jù)30
• 3.2 數(shù)據(jù)同步方法分析30-32
• 3.2.1 多線程數(shù)據(jù)同步31-32
• 3.2.2 基于時間同步的數(shù)據(jù)同步32
• 3.3 基于時間同步點插值的GPS與AHRS數(shù)據(jù)同步32-35
• 3.3.1 數(shù)據(jù)同步時間差(35)?的獲取33-34
• 3.3.2 同步時刻數(shù)據(jù)獲取34
• 3.3.3 拉格朗日差值多項式34-35
• 3.3.4 GPS與AHRS時間同步數(shù)據(jù)獲取35
• 3.4 仿真結(jié)果分析35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理38-50
• 4.1 航拍定位數(shù)據(jù)異常原因及分析38
• 4.2 數(shù)據(jù)異常甄別與處理方法38-41
• 4.2.1 突變數(shù)據(jù)剔除39-40
• 4.2.2 數(shù)據(jù)缺失的處理40-41
• 4.3 卡爾曼濾波41-43
• 4.3.1 Saga-Huga自適應(yīng)濾波42
• 4.3.2 漸消記憶自適應(yīng)卡爾曼濾波42-43
• 4.4 基于模糊控制自適應(yīng)卡爾曼濾波算法的數(shù)據(jù)處理43-46
• 4.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)43-45
• 4.4.2 模糊控制算法45-46
• 4.4.3 觀測噪聲的修正46
• 4.5 仿真結(jié)果分析46-48
• 4.6 本章小結(jié)48-50
• 第5章 航拍圖像海上目標定位系統(tǒng)測試50-63
• 5.1 測試環(huán)境50-51
• 5.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)51-57
• 5.2.1 視頻文件自動錄入51-52
• 5.2.2 GPS數(shù)據(jù)自動接收52-53
• 5.2.3 AHRS數(shù)據(jù)自動接收53
• 5.2.4 數(shù)據(jù)同步處理53-54
• 5.2.5 數(shù)據(jù)處理54-55
• 5.2.6 目標定位55-57
• 5.3 系統(tǒng)功能測試57-62
• 5.3.1 系統(tǒng)運行界面57-58
• 5.3.2 設(shè)備連接及通信58-59
• 5.3.3 數(shù)據(jù)同步功能測試59-60
• 5.3.4 數(shù)據(jù)處理功能測試60-61
• 5.3.5 目標定位功能測試61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69
• 在學(xué)期間科研成果情況69

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本文編號：685426