高速投擲物體跟蹤與姿態(tài)測量方法的研究.pdf

1、本文以高速投擲物體為研究對象，分析和研究了成像跟蹤過程中的幾種典型跟蹤算法，提出了符合要求的一種實時成像跟蹤方法，并對跟蹤過程進行了仿真。選用直流伺服電機驅(qū)動二維轉(zhuǎn)臺組成跟蹤伺服系統(tǒng)，采用質(zhì)心跟蹤方法對空投物體進行跟蹤，將目標(biāo)中心與波門中心產(chǎn)生的偏移信號轉(zhuǎn)換為目標(biāo)中心相對轉(zhuǎn)臺視軸方位角與俯仰角誤差，送跟蹤伺服系統(tǒng)驅(qū)動轉(zhuǎn)臺運動，保證被跟蹤目標(biāo)始終處于視場中心，實現(xiàn)了對目標(biāo)的實時跟蹤。根據(jù)轉(zhuǎn)臺控制算法，實時計算出目標(biāo)偏移視軸的俯仰角與方位角

2、，從而可以進一步對空投物體下落過程中的姿態(tài)進行測量。 本文分析和研究了三種基于單攝像機進行姿態(tài)測量的方法，結(jié)合轉(zhuǎn)臺控制算法所得到的空投物體相對與轉(zhuǎn)臺視軸方向的俯仰角、方位角，采用了兩種方法建立了姿態(tài)角測量的數(shù)學(xué)模型，并詳細的分析了測量過程： 1.對跟蹤拍攝的空投物體圖像進行一系列的預(yù)處理，把目標(biāo)與背景分離，得到目標(biāo)的二值化圖像，采用最小二乘法擬合提取目標(biāo)的中軸線，從而可以確定目標(biāo)圖像的中軸線與像面橫軸的夾角，再根據(jù)空間幾