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基于图像处理的自动报靶方法研究

作　者: 崔寿艳
导　师: 刘军民
学　校: 大连理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 图像处理自动报靶角点检测边缘检测图像减影
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在军队日常训练和体育运动比赛中,射击是一项基本项目。相对于传统报靶系统的不足,自动报靶有其独特的优越性。如提高报靶效率、节省人力,保证射击比赛的公平性,并且能够保障射击场地工作人员的人身安全,能够满足日常训练和比赛的要求。针对静止靶不能满足军事训练和娱乐需要的问题,提出一种基于图像处理的自动报靶方法,该方法以移动胸环靶为研究对象,综合运用图像滤波、阈值分割、形态学数学处理、边缘检测等图像预处理方法,应用Harris算子进行角点检测,通过角点匹配进行位置校正,最后应用图像减影技术准确快速锁定目标弹着点,进行判靶。操作平台为Visual Studio C++6.0,在对静止靶进行研究的基础上,重点研究了移动靶的位置校正、图像预处理和图像识别等问题。移动靶位置校正主要是通过Harris角点检测技术对前靶图和后靶图分别进行角点检测,设计算法进行角点匹配。本文中将前靶图设为相对静止,后靶图只涉及到移动旋转等仿射变换,根据仿射变换规则,对后靶图进行位置校正,校正后后靶图与前靶图旋转的角度相同。后靶图位置校正的精度对图像减影后的结果将产生直接影响。位置校正后,对后靶图像通过一系列的图像预处理算法进行靶心识别,包括灰度变换、图像滤波、自适应阈值分割、边缘检测等,求取靶心坐标。以靶心为基准点,分别对前靶图和后靶图进行图像剪切,使其大小相等,靶盘处于同一位置。通过图像减影技术获取目标弹着点,本文是采用拟合圆技术求取靶心坐标和弹着点坐标,最后根据环数判定规则进行判靶。本文提出的此种自动报靶方法,对于静止靶和移动靶都能够实时准确地进行报靶,误差都在精度允许的范围内,都能够满足日常军事体育训练和娱乐射击的要求。本方法具有成本低、操作简单等优点,将广泛应用于大规模射击比赛中。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题意义  8-9
  1.2 自动报靶研究现状  9-12
    1.2.1 声电定位自动报靶系统  9-10
    1.2.2 光电电子靶系统  10-11
    1.2.3 双层电极短路报靶系统  11
    1.2.4 基于图像处理的自动报靶系统  11-12
  1.3 军事射击靶和运动射击靶  12-13
  1.4 本文研究主要内容及章节安排  13-14
2 数字图像处理简介  14-19
  2.1 数字图像处理简介  14-15
  2.2 图像数字化及存储方式  15-19
3 静止靶图像处理方法  19-33
  3.1 静止靶图像预处理流程  19
  3.2 靶图像预处理  19-33
    3.2.1 图像滤波  19-22
    3.2.2 图像阈值处理  22-26
    3.2.3 形态学图像处理  26-29
    3.2.4 边缘检测  29-33
4 移动靶位置校正  33-46
  4.1 移动靶位置校正实现流程  33-35
  4.2 基准点检测与匹配  35-43
    4.2.1 Harris算子检测基准点  35-38
    4.2.2 Hough变换检测基准点  38-40
    4.2.3 轮廓跟踪检测基准点  40-43
  4.3 移动胸环靶位置校正  43-44
  4.4 移动圆环靶位置校正  44-46
5 图像识别与环值判定  46-54
  5.1 靶心识别  46-50
  5.2 弹着点识别  50-51
  5.4 环值判定  51-54
6 实验过程及结果分析  54-57
  6.1 实验过程  54-55
  6.2 实验结果分析  55-57
结论  57-58
参考文献  58-60
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  60-61
致谢  61-62

基于图像处理的自动报靶方法研究

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