基于透視投影匹配的復(fù)雜剛體飛行目標(biāo)三維姿態(tài)測量.pdf

1、目標(biāo)的三維姿態(tài)參數(shù)是反映其空間運動狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)對分析目標(biāo)的運動狀態(tài)，評價目標(biāo)的性能，定位其故障有著重要作用。在軍事領(lǐng)域，火炮、導(dǎo)彈、飛行器的飛行狀態(tài)是評價其性能的重要參數(shù)之一。在靶場試驗鑒定過程中，常常需要使用姿態(tài)參數(shù)外測法測量其飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)。靶場現(xiàn)有的姿態(tài)外測法僅僅能夠測量回轉(zhuǎn)體飛行目標(biāo)的姿態(tài)參數(shù)，對于復(fù)雜外形剛體飛行目標(biāo)的姿態(tài)測量目前還沒有一套比較完善方法。本文對單臺或多臺攝影經(jīng)緯儀拍攝的目標(biāo)飛行影像進(jìn)行仿真，再將仿真影

2、像與真實影像進(jìn)行比對，從而反演出目標(biāo)的飛行姿態(tài)。
　　本文主要開展了三方面研究工作：
　　首先研究了透視投影仿真平臺的建立方法。對 OpenGL的透視成像與理想情況下攝影機(jī)的成像模型的之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，證明了在不考慮OpenGL的視錐體剪切的情況下，OpenGL的透視成像與理想情況下攝影機(jī)的成像模型是一致的。推導(dǎo)了在OpenGL中進(jìn)行攝影經(jīng)緯儀成像仿真的模型變換矩陣與視圖變換矩陣。
　　本文在將仿真影像與真實影像進(jìn)

3、行比對時，使用了影像中的目標(biāo)區(qū)域特征與外輪廓特征。本文根據(jù)對空目標(biāo)影像的特點，設(shè)計了聯(lián)合灰度動態(tài)閾值及梯度全局閾值的圖像分割方法獲取影像中的目標(biāo)區(qū)域；根據(jù)基于外輪廓點集匹配的迭代優(yōu)化算法對目標(biāo)外輪廓的漏檢與錯檢要求，分別設(shè)計了真實影像與模擬影像中目標(biāo)外輪廓點的亞像素精度提取算法。
　　最后論文研究了飛行目標(biāo)姿態(tài)測量算法。建立了一套飛行目標(biāo)姿態(tài)測量的框架，該框架利用了姿態(tài)初值求解算法（即基于金字塔的區(qū)域匹配搜索算法）與姿態(tài)數(shù)據(jù)加精算