基于視覺的大空間范圍運動目標跟蹤定位系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著世界各國對大尺寸設(shè)備裝配精度、裝配效率要求的提高,研究如何測量任意形狀超大尺寸物體的細節(jié)形貌,以滿足裝配精度的需求,已然成為業(yè)界亟待解決的問題。而攝影測量技術(shù),成像跟蹤技術(shù),自動控制技術(shù)的發(fā)展;以及激光經(jīng)緯儀,全站儀,激光跟蹤儀等高精度大空間測量設(shè)備的出現(xiàn),使得解決上述問題成為了可能:基于攝影測量技術(shù),沿特定軌跡運動的終端設(shè)備可在非接觸的情況下,測量物體細微形貌;基于成像跟蹤技術(shù),在外置光學鏡頭的引導下,高精度大空間測量設(shè)備可以自動

2、跟蹤終端設(shè)備,進而實時測得終端在全局坐標系中的位置和姿態(tài);二者結(jié)合,可以實現(xiàn)對大尺寸目標細節(jié)的精確測量。
　　經(jīng)緯儀以其高精度,非接觸測量的特點,在大尺寸目標測量領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。但它自動化程度低,視場范圍小,不能實現(xiàn)對運動目標的跟蹤測量。據(jù)此,我們在經(jīng)緯儀外部搭建了一套光電伺服跟蹤引導系統(tǒng),該系統(tǒng)由高精度云臺、攝像機配合多線程控制程序組成,算法的核心是:基于投影透視模型、光束平差法、最優(yōu)化算法的定向、引導理論;基于多線程技

3、術(shù)和卡爾曼濾波算法的目標跟蹤理論。實驗證明,本文提出的方法實現(xiàn)了對運動目標的高效率測量。論文的主要研究內(nèi)容和工作如下:
　　1.從理論上分析了經(jīng)緯儀定向原理,著重介紹了光束平差法,并編程實現(xiàn)了基于高斯-牛頓算法的定向程序。
　　2.介紹了基于D-H模型及光束平差法的引導矩陣構(gòu)建方法。
　　3.編寫了跟蹤程序的基本框架:采用基于識別的成像跟蹤技術(shù),將特定的灰度分布及閾值作為幀間匹配的特征,將質(zhì)心位置和目標尺寸作為幀間匹配