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基于双目立体视觉的特征一致物体匹配与定位研究

作　者: 王鑫
导　师: 王向军
学　校: 天津大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 报靶系统 图像匹配 特征一致 极线约束
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 5次
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内容摘要


随着各相关领域技术的不断发展与深入研究，以及武器装备现代化程度的加强，军事训练评估系统的研究也要得到不断加深。其中如何解决靶场自动报靶评估系统对于齐射投弹模式下的远程监测与自动评估是需要解决的问题之一。本文基于此背景着重研究了特征一致物体的匹配与定位问题。本文概括介绍了课题研究的背景及意义，结合国内外相关文献资料，总结了弹着点探测、定位国内外技术的发展。当前关于图像匹配技术的算法研究有很多种，通过阅读大量文献，对目前应用广泛的图像处理算法进行了分类研究，列举了每个类别中的经典算法并进行比较，分析了不同算法的不同适用范围。根据本课题目标点数量多且特征一致等特点，传统图像匹配算法并不适用。依据对实际问题的研究提出了一种基于时间分割与极线约束的匹配方法。作为该匹配方法的理论基础，首先对极线几何关系和极线约束条件进行了介绍，同时对系统采用的测量模型进行了解。系统算法基于靶场远程监测与自动评估系统研制。依据系统自身结构设计完成，因此首先对系统的设计原理和组成进行简要介绍。对比单射投弹模式，较详细分析了齐射投弹模式弹着点落地情况以及系统采集的影像特点，这是算法研究需要考虑和解决的问题，也是技术难点所在。系统主要分为前端测量站和上位测控计算机两部分，前端测量站完成目标点探测、识别，上位测控计算机完成目标点匹配与定位。因此，根据系统设计特点，整体算法也分为前端测量站处理算法和上位测控计算机处理算法，其中包括五个算法模块，分别为实时帧间差分阈值判断触发开始，连通域统计法统计目标特征，序列图像时空相关性检测——连续帧判断，时间序列分割匹配，基于极线约束匹配，实现对目标点探测、识别及匹配、定位功能，同时给出算法整体流程以及各部分的程序详细流程。对靶场实弹演习采集的序列图片进行研究处理，对外场模拟实验图片进行分析研究，对算法处理结果进行数据分析，证明本文提出的算法对解决特征一致物体的匹配与定位问题有一定作用。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外相关技术综述  9-10
  1.3 本文主要工作及安排  10-12
第二章 图像匹配技术研究  12-24
  2.1 图像匹配三要素  13-14
  2.2 基于灰度的图像匹配  14-17
  2.3 基于特征点的图像匹配  17-21
  2.4 基于模型的图像匹配  21
  2.5 基于变换域的图像匹配  21-22
  2.6 图像匹配技术发展趋势  22-23
  2.7 本章小结  23-24
第三章 基于极线约束的同名点匹配  24-33
  3.1 极线几何关系和极线约束条件  24-26
    3.1.1 极线几何关系  24-25
    3.1.2 极线约束条件  25-26
  3.2 基于摄像机模型的双目立体视觉组合测量模型  26-32
    3.2.1 摄像机模型和透视变换  27-30
    3.2.2 双目立体视觉测量模型  30-31
    3.2.3 系统简化的组合测量模型  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章 基于时间分割与极线约束的特征一致物体匹配  33-53
  4.1 图像远程监测与自动评估系统介绍  33-35
    4.1.1 图像远程监测与自动评估系统的设计原理  33-34
    4.1.2 图像远程监测与自动评估系统的构成  34-35
  4.2 特征一致物体的匹配与定位技术难点  35-38
  4.3 基于时间分割与极线约束的特征一致物体匹配算法流程  38-39
  4.4 前端测量站处理算法  39-47
    4.4.1 实时帧间差分阈值判断触发开始  39-40
    4.4.2 连通域统计法统计目标特征  40-43
    4.4.3 序列图像时空相关性检测——连续帧判断  43-47
  4.5 上位测控计算机处理算法  47-52
    4.5.1 时间序列分割匹配  47-50
    4.5.2 基于极线约束匹配  50-52
  4.6 本章小结  52-53
第五章 工作总结与展望  53-55
  5.1 论文总结  53-54
  5.2 未来工作展望  54-55
参考文献  55-59
发表论文和参加科研情况说明  59-60
致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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