大氣湍流中目標跟蹤研究.pdf

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

2、。并且建立了自適應(yīng)光學(xué)校正到達角起伏的數(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，進行了計算機仿真實驗驗證。從實驗結(jié)果來看，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其它噪聲。因此，需要選擇一種適應(yīng)該條件下的目標跟蹤算法。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的優(yōu)越性，可靠性較高。但它的

3、致命性缺點是：運算量大，難以滿足目標跟蹤系統(tǒng)的實時性要求。 本文對傳統(tǒng)的模板匹配跟蹤算法進行改進，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算量，提高實時性，而且具有一定的抗噪能力。同時，由于被跟蹤的目標不是一成不變的，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行下一幀圖像的匹配，可能導(dǎo)致跟蹤出錯。因此在連續(xù)幀圖像動態(tài)跟蹤過程中，有必要對模板進行實時更新