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基于图像处理技术的自动报靶系统的设计与实现

作　者: 张晓锟
导　师: 林嘉宇
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 图像处理自动报靶中值滤波图像差影几何校正二值化数学形态学边缘检测圆心检测
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 49次
引　用: 3次
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内容摘要

当前,部队实弹射击训练大多依然采用传统的人工报靶方式,其存在着安全性差、效率低等弊端。而自动报靶系统具有快速、高效、精确的特点,相比人工报靶优势明显。因此,满足部队实训需求的自动报靶系统的研发,对于推动军队现代化建设进程具有重要意义。本文本着贴近部队、贴近实训的设计原则,对基于图像处理技术的自动报靶系统加以认真分析研究。论文详细阐述了自动报靶系统的设计和图像处理的相关算法,并进行了大量仿真试验。论文主要工作如下:一是介绍了论文研究的背景和当前自动报靶系统的研究现状,并对基于图像处理技术的自动报靶系统作了重点说明。二是结合部队射击训练的特点,本着功能齐全、便于实现、快速准确的设计要求,提出了一种基于图像处理技术的自动报靶系统设计方案。三是介绍了图像获取的相关知识,采用小波变换对采集图像进行了亚采样;分析研究了中值滤波、几何校正、图像差影和二值化等图像预处理的相关算法,并分别加以仿真实现。特别是在二值化环节,提出了一种改进的二维Otsu算法。四是在详细介绍了数学形态学和边缘检测相关知识的基础上,采用了形态学滤噪、Canny边缘检测等方法,得到了清晰的弹孔边缘;而后运用三点定圆的方法找到了弹心坐标。五是采用了提取靶心和各环线半径,进而创建环值区域,比较弹心坐标所在区域的方法来实现环值判定。经过大量的研究和仿真试验表明,本文提出的自动报靶系统总体设计和相关算法切实可行,不仅有效结合了部队射击训练的特点,且实现了快速、高效、精准判靶,能够较好地满足部队训练的需求,具有一定的学术和实用价值。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章绪论  10-15
  1.1 研究背景、目的及意义  10
  1.2 自动报靶系统研究现状  10-13
    1.2.1 双层电极短路采样系统  11
    1.2.2 声电定位自动报靶系统  11-12
    1.2.3 光电坐标自动报靶系统  12-13
    1.2.4 基于图像处理技术的自动报靶系统  13
  1.3 研究的主要工作和内容安排  13-15
第二章系统总体设计  15-21
  2.1 自动报靶系统总体设计  15-16
  2.2 集中处理模块系统设计  16-20
    2.2.1 系统软件设计  16-17
    2.2.2 系统硬件设计  17-20
  2.3 小结  20-21
第三章图像获取及预处理  21-45
  3.1 图像获取  21-25
    3.1.1 图像数字化  21-22
    3.1.2 灰度图和灰度直方图  22
    3.1.3 警用靶的特点  22-23
    3.1.4 图像亚采样  23-25
  3.2 图像预处理  25-44
    3.2.1 中值滤波  25-30
    3.2.2 图像几何校正  30-34
    3.2.3 图像差影  34-36
    3.2.4 图像二值化  36-44
  3.3 小结  44-45
第四章弹孔提取和环值判定  45-65
  4.1 弹孔提取  45-58
    4.1.1 噪声滤除  46-49
    4.1.2 边缘检测  49-55
    4.1.3 弹心提取  55-58
  4.2 环值判定  58-64
    4.2.1 靶心和环线半径计算  58-62
    4.2.2 创建环值区域  62-63
    4.2.3 弹点环值判定  63-64
  4.3 小结  64-65
第五章总结及展望  65-67
  5.1 总结  65-66
  5.2 展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
作者在学期间取得的学术成果  72

基于图像处理技术的自动报靶系统的设计与实现

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