大氣湍流中目標(biāo)跟蹤研究.pdf

1、大氣湍流中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤是一個(gè)重要的研究課題，在軍事、非軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——“大氣湍流中光學(xué)主動(dòng)跟蹤視軸穩(wěn)定性研究”，分別從大氣隨機(jī)信道光傳輸效應(yīng)和跟蹤算法兩個(gè)方面研究克服大氣湍流對(duì)目標(biāo)跟蹤性能影響的方法。 本文在詳細(xì)分析了大氣隨機(jī)信道光傳輸效應(yīng)后，將自適應(yīng)光學(xué)(AO)應(yīng)用于工作在大氣環(huán)境中的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中。考慮到光束在大氣中傳輸?shù)膹澢匦?，?duì)自適應(yīng)光學(xué)校正斜程鏈路中光強(qiáng)閃爍的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了修正

2、。并且建立了自適應(yīng)光學(xué)校正到達(dá)角起伏的數(shù)學(xué)模型，以及給出了自適應(yīng)光學(xué)校正后的短曝光光學(xué)傳遞函數(shù)。同時(shí)，進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，自適應(yīng)光學(xué)能夠有效地校正湍流的影響。 雖然自適應(yīng)光學(xué)對(duì)大氣湍流具有較好的校正效果，但不能完全校正湍流噪聲，而且自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)本身也將不可避免地帶來(lái)其它噪聲。因此，需要選擇一種適應(yīng)該條件下的目標(biāo)跟蹤算法。而模板匹配跟蹤算法具有可以跟蹤復(fù)雜背景、低信噪比條件下目標(biāo)的優(yōu)越性，可靠性較高。但它的

3、致命性缺點(diǎn)是：運(yùn)算量大，難以滿足目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。 本文對(duì)傳統(tǒng)的模板匹配跟蹤算法進(jìn)行改進(jìn)，提出基于圖像塊操作的模板匹配跟蹤算法，不僅大大地減少了計(jì)算量，提高實(shí)時(shí)性，而且具有一定的抗噪能力。同時(shí)，由于被跟蹤的目標(biāo)不是一成不變的，它可能有尺度的伸縮、角度的旋轉(zhuǎn)等變化，若單純地使用固定模板或利用當(dāng)前圖像的最佳匹配位置處的圖像作為模板進(jìn)行下一幀圖像的匹配，可能導(dǎo)致跟蹤出錯(cuò)。因此在連續(xù)幀圖像動(dòng)態(tài)跟蹤過(guò)程中，有必要對(duì)模板進(jìn)行實(shí)時(shí)更新