穩(wěn)定平臺跟蹤瞄準系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代武器技術的發(fā)展，戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)高度越來越高，如何在高空對地面目標進行準確識別，而后實施精確打擊成了亟待解決的問題。機載跟蹤瞄準系統(tǒng)根據(jù)實時視頻信號對空中飛行目標和地面目標進行快速捕獲、鎖定、自動跟蹤，從而協(xié)助戰(zhàn)機對地面目標進行捕獲和跟蹤。本文以機載光電吊艙跟蹤瞄準視覺子系統(tǒng)設計為背景，針對系統(tǒng)的核心算法進行了研究，設計并實現(xiàn)了平臺的電視跟蹤測量系統(tǒng)。
　　論文首先針對目標跟蹤方法進行了研究，針對經(jīng)典Mean Shift目標跟蹤

2、方法目標模型描述能力不足和核窗寬固定兩方面不足進行了改進。模型描述方面通過顏色空間自適應劃分，以及LBP紋理模型的引入，彌補了均勻劃分顏色直方圖對目標描述能力的不足，增強了目標模型對于復雜環(huán)境的適應能力。核窗寬調(diào)整方面，通過尺度選擇理論確定被跟蹤目標團塊的特征尺度，并根據(jù)特征尺度在跟蹤過程中自適應調(diào)整核窗寬，保證目標尺度發(fā)生較大變化時對目標的穩(wěn)定跟蹤。
　　相對姿態(tài)估計方面，提出了基于2維特征點匹配的相對姿態(tài)估計算法。算法根據(jù)SI

3、FT特征完成相鄰幀圖像特征點匹配，為降低誤匹配特征點對姿態(tài)估計的影響，引入RANSAC算法對匹配的特征點對進行優(yōu)化，從而得到最優(yōu)的特征點集及相對姿態(tài)估計結果。數(shù)值仿真結果表明估計算法在觀測點信噪比SNR為20dB，運動角度位于(15,15,15)±±±區(qū)間時，歐拉角平均絕對估計誤差為(1.5,3.5,0.5)±±±。
　　針對電視跟蹤測量環(huán)節(jié)延時對位置回路跟蹤精度及穩(wěn)定性的影響，引入延時補償環(huán)節(jié)，分別考察了Kalman預測算法和最

4、小均方自適應預測算法對環(huán)節(jié)延時的補償性能。而后采用最小均方自適應預測算法對系統(tǒng)延時進行補償，補償前后位置回路跟蹤誤差表明，最小均方自適應預測算法有效的補償了跟蹤測量環(huán)節(jié)的延時，從而提高了控制系統(tǒng)的跟蹤精度。
　　最后，設計實現(xiàn)了電視跟蹤測量系統(tǒng)。根據(jù)功能，設計了由視頻采集模塊、圖像處理模塊和串行通信模塊構成的電視跟蹤測量系統(tǒng)，并給出了各模塊的具體實現(xiàn)。實際系統(tǒng)測試結果表明，電視跟蹤測量系統(tǒng)可以完成目標引導、跟蹤、相對姿態(tài)測量各項功