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基于模型的三维飞机目标识别研究

作　者: 王再欢
导　师: 曲仕茹
学　校: 西北工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 目标识别 边缘检测 特征提取 双目视觉 外极线约束
分类号: V355
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 297次
引　用: 5次
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内容摘要


目标识别是计算机视觉的一个重要研究方向,在军事、自动化领域、民用方面,如空中交通监控,机场的管理有着广泛的应用前景。飞机机型的识别属于目标识别的一个具体应用。目前关于飞机属性的识别方法已有很多(主要是利用雷达目标回波特性),而对于机型识别仍处于探索阶段,还没有成熟的理论。快速高效的机型识别对于指挥自动化系统后期的信息处理起着关键作用。 本文研究了利用飞机的二维图像识别机型的方法。为了正确、高效的识别目标,必须找到一种合适的方法,这是本文研究的核心问题。我们利用双目视觉对目标进行拍摄,分析了双目视觉摄相机的内外参数,并对其产生的误差与畸变进行了补偿与修正。在比较了几种常用的边缘检测算子的基础上,提出了一种新的边缘检测方法,即“利用梯度算子并构造相应的信息测度来定量的描述阶跃边缘点”,随后在边缘检测与图像分割的基础上,利用外极线约束,找出了两幅飞机外形轮廓图像中的对应点。在对飞机外型提取特征进行描述的阶段,利用角点特征提取了飞机轮廓上的特征点,为目标的识别奠定了基础。在识别阶段,采用了基于模型的识别方法,使用三维造型技术建立了飞机的三维模型库。利用双目测深原理与所获得的特征点,得到目标在三维坐标中的旋转量。根据旋转量旋转模型库中的模型,进而与目标轮廓模型进行识别。最后通过实验验证了本文采用的方法在飞机识别中的有效性。

全文目录


第一章 绪论  7-14
  第一节 概述  7-8
  第二节 国内外研究现状  8-11
  第三节 选题意义  11-12
  第四节 本文的工作  12-14
第二章 双目摄相机的标定  14-25
  第一节 刚体变化  14-16
  第二节 外部定位  16-18
  第三节 内部定位  18-20
  第四节 摄相机标定  20-23
  第五节 双目立体深度测量  23-24
  第六节 本章小结  24-25
第三章 图像处理系统简介  25-42
  第一节 数字图像处理  25
  第二节 数字图像处理的内容和步骤  25-27
  第三节 图像的预处理—对比度增强  27-30
    3.1 灰度变换法  27-28
    3.2 直方图修整法  28-30
  第四节 图像平滑  30-31
    4.1 灰度最相近的K个邻点平均法  30
    4.2 中值滤波(Median Filtering)  30-31
    4.3 Gaussian低通滤波  31
  第五节 图像分割  31-33
  第六节 图像的边缘检测  33-38
    6.1 微分方法  33-35
    6.2 Sobel边缘算子  35
    6.3 LOG边沿检测算子  35-38
  第七节 本文使用的边缘检测方法  38-41
    7.1 梯度算子  38-39
    7.2 基于邻域一致性信息测度特征  39
    7.3 基于方向性图像信息测度特征  39-41
  第八节 本章小结  41-42
第四章 飞机特征点的提取  42-58
  第一节 目标的特征提取概述  42
  第二节 图像特征分类  42-44
  第三节 图像特征提取  44-52
    3.1 尺寸特征  44-45
    3.2 形状测量  45-46
    3.3 统计特征计算  46-48
    3.4 拓扑特征计算  48
    3.5 纹理特征计算  48-50
    3.6 边界特征计算  50-52
  第四节 飞机特征点的提取  52-57
  第五节 本章小结  57-58
第五章 飞机机型的识别算法  58-72
  第一节 模式识别技术简介  58-61
  第二节 飞机模型库的建立  61-64
  第三节 飞机机型识别算法  64-71
    3.1 基于外极线约束的对应点求解  64-65
    3.2 交比原理  65-67
    3.3 识别算法  67-71
  第四节 本章小结  71-72
第六章 结束语  72-74
  第一节 本文的主要工作  72-73
  第二节 对后继工作的展望  73-74
参考文献  74-77
研究生期间发表论文情况  77-78
致谢  78-79

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空港（站）、机场及其技术管理 > 空中管制与飞行调度
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