靶场光电经纬仪测量数据的误差分析及数据处理

光电经纬仪是在现代靶场测量中广泛应用的一种测量仪器,但是光电经纬仪在跟踪飞行目标的过程中,会因各种原因产生测角误差,影响弹道的测量精度。采用卡尔曼滤波的方法可以对光测数据进行有效的处理,提高其测量精度。本文通过对光电经纬仪测量数据的误差分析,建立了误差模型,并对测量数据进行了卡尔曼滤波,生成滤波数据弹道曲线。从而得到较为准确完整的弹道测试数据和外推数据,提高弹道数据获取的精度,最大限度地延伸弹道测量设备跟踪距离。     

基于CSM_UKF的双经纬仪强机动目标跟踪研究

以双经纬仪纯角度测量与定位为研究内容,考虑量测方程的非线性,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)进行系统状态估计。同时,设定非合作目标预警跟踪背景,假设目标存在强机动的情况,以当前统计模型(CSM)拟合目标运动状态,建立了双经纬仪对强机动目标的CSM_UKF跟踪模型。在相同条件下,与匀加速模型进行了仿真比对。仿真结果表明,该模型能实现双经纬仪纯角度测量条件下对目标的稳定跟踪,尤其在目标存在强机动条件下,跟踪效果优于匀加速模型。     

基于改进Hausdorff距离的运动目标自动跟踪算法

针对视频运动目标的跟踪问题,提出了一种基于改进Hausdorff距离的运动目标自动跟踪算法。首先对视频图像作预处理,使用Canny算子进行边缘提取;然后采用对称差分算法建立运动目标的初始模板;接着采用改进的Hausdorff距离和新的匹配搜索策略,实现后续帧中运动目标与初始模板的匹配;最后,采用一种新的模板更新算法———4步法对模板进行更新。实验结果表明,该算法不仅能准确跟踪运动目标,而且能有效提高目标跟踪效率。     

自动经纬仪的采集系统及目标自动检测算法实现

电视经纬仪中的图像采集和序列图像中目标的自动检测定位是跟踪的关键。本文用VC平台设计实现了基于VFW的经纬仪图像采集系统,在自定义回调函数中对图像序列进行了实时处理。并根据跟踪气象用气球的应用要求设计了基于特征的目标自动检测算法。然后通过VC平台实现了算法的模拟实验。实验结果表明,本文算法可实现具有特定特征目标的自动检测,在此基础上分析了算法的优缺点,为以后的跟踪测量打下良好的基础。     

单轴转台上 2D 激光雷达的位姿估计

针对单轴转台搭载2D激光雷达进行场景扫描的系统中的激光雷达动态位姿估计问题,提出一种利用V形棋盘格标定板进行位姿估计的方法。通过相机拍摄标定板上的两条光条直线的图像,提取光条直线特征,计算光平面及两条光条在相机坐标系下的方程;再结合雷达提供的扫描数据,计算出雷达坐标系与相机坐标系的变换关系;通过控制转台做3次以上的旋转运动,解算出转台轴在相机坐标系下的直线方程,拟合出雷达光心、雷达坐标系的坐标轴关于转台旋转角度的函数关系。位姿估计实验中计算得到的雷达光心位置与样本的平均误差在1.2 mm以内,计算得到的雷达坐标轴方向与样本的平均误差在0.7°以内;目标测量实验中通过单轴转台搭载2D激光雷达对目标尺寸测量的平均误差在3 mm以内。实验结果表明该方法具有较好的准确性。     

基于PMD相机的特征跟踪位姿测量方法

PMD相机是一款基于TOF(时间飞行技术)原理的主动式3D相机。该相机可以同时获取灰度图像和距离图像,具有帧率高、无需扫描、不依赖于外界光照等特点,可以将其用于目标的实时位姿测量。研究了相对位姿测量问题,提出基于PMD相机的特征跟踪位姿测量方法。该方法利用PMD相机可直接获取目标物体上各点的深度信息的特点,实时获取目标图像中的特征,并且利用卡尔曼滤波算法,对目标特征进行实时跟踪,提高了位姿测量系统获取信息的速度,而且有效的避免了传统的图像配准方法中提取特征信息存在的复杂性和误差问题。根据获得的特征信息,通过特征点之间的约束关系,实时的确定相机与目标之间的位姿参数。实验结果表明此方法的可行性和有效性。     

基于遗传算法的机器人动态视觉检测系统

建立了一种基于二自由度机器人视觉伺服系统,该系统通过实时监控和跟踪运动目标,实现对运动目标的相对距离和瞬时速度的动态检测。本系统为双目视觉系统,采用遗传算法进行特征点匹配,利用其随机搜索的特点,更快更好地找到全局最优值,从而得到较高匹配精度的点。最后通过三维重建和建立速度模型,实现了对机器人动平台运动参数的动态检测,并给出测量精度及改进方法。此方法还适用于多自由度并联机器人和空间复杂运动的检测。     

太阳辐射监测仪跟踪引导系统的设计

为了在地面测试星载太阳辐射监测仪在轨对日跟踪性能,设计了太阳辐射监测仪跟踪引导系统.研究了太阳方位矢量在太阳辐射监测仪本体坐标系中的角度变化,通过坐标转化计算出其变化量及变化趋势,在此基础上提出了两轴联动二维度的引导方法.基于太阳敏感器工作原理,构建了跟踪引导模型,并给出了跟踪精度要求.最后利用跟踪引导机构和电控系统组成的跟踪引导系统引导太阳辐射监测仪进行了跟踪实验.实验结果表明:太阳辐射监测仪跟踪过程无断点,俯仰方向连续跟踪夹角小于0.07°,偏航方向小于0.04°,合成跟踪精度优于0.09°.该系统能够连续稳定引导太阳辐射监测仪进行跟踪测量,且满足太阳辐射监测仪在轨跟踪精度要求.     

基于STAP的机载雷达弱目标检测前跟踪

针对载机运动及地杂波场景下的弱目标检测跟踪问题,提出了一种基于空时自适应处理的检测前跟踪算法.在目标检测跟踪处理之前,首先利用空时自适应处理抑制杂波和噪声;接着采用脉冲压缩进行距离处理;最后在原始观测数据基础上,采用Viterbi算法进行目标检测与航迹恢复.仿真结果表明此算法可以提高弱目标的检测概率及跟踪概率.     

基于ISPF与异类信息融合的视觉目标跟踪

以监控系统为研究背景,引入了一种基于图像多特征信息融合的ISPF跟踪算法。利用基于颜色信息的模板匹配作为底层跟踪,通过分析目标轮廓的运动信息抽取具有特殊权重的中心粒子,并利用该粒子限制和引导底层跟踪的结果。由于融合了图像的颜色信息和运动信息,从而提高了跟踪精度,仿真结果表明该方法比利用单一信息的视觉跟踪更具优越性。