【摘要】：基于單目視覺的定位方法僅利用單臺(tái)攝像機(jī)完成目標(biāo)定位,具有測(cè)量范圍大和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),且不需要解決雙目立體視覺中兩臺(tái)攝像機(jī)之間的特征點(diǎn)匹配等問題。本文針對(duì)大視場(chǎng)遠(yuǎn)距離條件下的靶場(chǎng)彈落點(diǎn)坐標(biāo)定位系統(tǒng),研究了一種基于單相機(jī)與數(shù)字高程模型的彈落點(diǎn)坐標(biāo)定位方法,該方法利用攝像機(jī)線性成像模型與數(shù)字高程模型內(nèi)插逼近相結(jié)合的方法獲取彈落點(diǎn)的三維信息,只需要單臺(tái)攝像機(jī)即可對(duì)彈落點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行定位解算,且不需要移動(dòng)攝像機(jī)位置或者對(duì)多幅圖像進(jìn)行處理,具有操作方法簡(jiǎn)單、運(yùn)算速度快、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)本文研究的坐標(biāo)定位方法進(jìn)行了誤差仿真與分析,并利用外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)坐標(biāo)定位精度進(jìn)行了驗(yàn)證�，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)表明,在視場(chǎng)寬度為300m的監(jiān)測(cè)范圍內(nèi),偏心距測(cè)量相對(duì)誤差小于1%,證實(shí)本文研究的坐標(biāo)定位方法適用于本系統(tǒng)所應(yīng)用的測(cè)量環(huán)境。本文研究?jī)?nèi)容主要包括:1.圍繞課題對(duì)課題研究背景和意義進(jìn)行了闡述。研究了基于單目視覺原理的目標(biāo)定位方法的研究現(xiàn)狀,列舉了兩種單目視覺目標(biāo)定位方法及其優(yōu)點(diǎn)和不足,并闡述了本文的主要研究?jī)?nèi)容。2.對(duì)坐標(biāo)定位系統(tǒng)成像原理進(jìn)行了深入的研究。分別闡述了本文方法中用到的坐標(biāo)系以及坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系;研究了攝像機(jī)成像線性模型與非線性模型的相關(guān)原理。結(jié)合系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境,根據(jù)線性成像模型構(gòu)建本文系統(tǒng)測(cè)量模型。3.重點(diǎn)研究了基于數(shù)字高程模型的單相機(jī)坐標(biāo)定位方法。該方法利用圖像二維信息求解出攝像機(jī)光心與彈落點(diǎn)相連的空間直線方程,根據(jù)攝像機(jī)與靶心的相對(duì)位置確定直線上的搜索起點(diǎn)和搜索步距,將直線上的搜索點(diǎn)與數(shù)字高程模型進(jìn)行匹配,最終求解出彈落點(diǎn)的三維坐標(biāo)。最后對(duì)本文系統(tǒng)中幾種誤差來(lái)源進(jìn)行分析與仿真。4.對(duì)彈落點(diǎn)坐標(biāo)定位方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證。分別闡述了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。并通過進(jìn)行外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方式,對(duì)本文方法的測(cè)量精度進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,本文中使用的方法可以較好的實(shí)現(xiàn)彈落點(diǎn)坐標(biāo)定位。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41
【圖文】：

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文為光學(xué)畸變誤差[37]。在使用非線性模型進(jìn)行研究時(shí)，主要使用向畸變[38]和切向畸變[39]。向畸變畸變是由像點(diǎn)在徑向方向上產(chǎn)生的偏差，是由鏡頭曲面徑向加。徑向畸變相對(duì)于主光軸對(duì)稱，且主點(diǎn)與對(duì)稱中心有不完全重為對(duì)稱中心即為主點(diǎn)[40]。徑向畸變的正負(fù)取決于相對(duì)主點(diǎn)偏為正向，向內(nèi)偏移為負(fù)向，如圖 2-5 所示：

圖 2-6 攝像機(jī) 1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定圖攝像機(jī) 2 的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定情況如圖 2-7 所示。攝像機(jī)焦距設(shè)置為 17mm。在圖像上獲取靶旗右下角點(diǎn)的像素坐標(biāo)分別為(735,558)和(606,552)。帶入本系統(tǒng)采用的標(biāo)定模型得到焦距的標(biāo)定結(jié)果為 16.95mm，旋轉(zhuǎn)角( , , )的標(biāo)定結(jié)果為(215.6°,5.4°,1.7°)。圖 2-7 攝像機(jī) 2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定圖

629)。帶入本系統(tǒng)采用的標(biāo)定模型得到焦距的標(biāo)定結(jié)果為 17.13mm，旋轉(zhuǎn)角( , , )的標(biāo)定結(jié)果為(183.7°,9.3°,3.1°)。圖 2-6 攝像機(jī) 1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定圖攝像機(jī) 2 的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定情況如圖 2-7 所示。攝像機(jī)焦距設(shè)置為 17mm。在圖像上獲取靶旗右下角點(diǎn)的像素坐標(biāo)分別為(735,558)和(606,552)。帶入本系統(tǒng)采用的標(biāo)定模型得到焦距的標(biāo)定結(jié)果為 16.95mm，旋轉(zhuǎn)角( , , )的標(biāo)定結(jié)果為(215.6°,5.4°,1.7°)。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號(hào)：2793294