基于透視投影匹配的復雜剛體飛行目標三維姿態(tài)測量.pdf

1、目標的三維姿態(tài)參數是反映其空間運動狀態(tài)的關鍵參數，這些參數對分析目標的運動狀態(tài)，評價目標的性能，定位其故障有著重要作用。在軍事領域，火炮、導彈、飛行器的飛行狀態(tài)是評價其性能的重要參數之一。在靶場試驗鑒定過程中，常常需要使用姿態(tài)參數外測法測量其飛行姿態(tài)數據。靶場現有的姿態(tài)外測法僅僅能夠測量回轉體飛行目標的姿態(tài)參數，對于復雜外形剛體飛行目標的姿態(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緯儀拍攝的目標飛行影像進行仿真，再將仿真影

2、像與真實影像進行比對，從而反演出目標的飛行姿態(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的成像模型的之間的關系進行了分析，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的成像模型是一致的。推導了在OpenGL中進行攝影經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

3、行比對時，使用了影像中的目標區(qū)域特征與外輪廓特征。本文根據對空目標影像的特點，設計了聯合灰度動態(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區(qū)域；根據基于外輪廓點集匹配的迭代優(yōu)化算法對目標外輪廓的漏檢與錯檢要求，分別設計了真實影像與模擬影像中目標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姿態(tài)測量算法。建立了一套飛行目標姿態(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)數據加精算