基于双目视觉的脱靶量测量系统设计及其精度分析
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高精度的实时自动脱靶量测量。
关 键 词 脱靶量；双目视觉；光学测量；不确定度
中图分类号 T H 745 DO# 10. 3969/j.issn 1672-9722. 2016. 12. 013
Target Miss Measurement System Based on Binocular Vision and Precision Analys 如 图 3 所 示 。两 摄 像 机 距 离 目 标 靶 3000m，两摄像机之间距离在1500m。由三轴转台 保证两摄像机光轴指向靶点(靶船" 那么此时两视 轴夹角为28°。
系统布局如图1 所 示 ，主要由两套落点视觉图 像观测分系统(分别安装于两艘观测船上" 一套目 标靶分系统(安装于靶船上)和一套总控分系统(安 装于射击舰上)组 成 。
Vol. 24344N8 o.l2
Compu计ter算&机D与ig数ita字l 工En程gineering
总第326期 2016年第 12期
基于双目视觉的脱靶量测量系统设计及其精度分析
张辉阳平毕立财
(92941部 队 94分 队 葫 芦 岛 125001)
摘 要 设计了一种基于双目视觉测量原理的脱靶量三维测量系统以测量射击舰对靶船的射击精度。 首先介绍了该
图2 落点视觉图像观测分系统组成框图
图 1 系统测量工作布局
击 、 击 、观
靶 的 对位 如
图 1。观测船与靶船等速伴行，靶船上安装一个大
型高亮 LED 源作为 标 靶 点# 两观 上 的
电 、雷达系统科研试验。毕立财，男 ，硕 士 ，助理工程师，研 究 方 向 ：舰载光电、雷达系统科研试验。
2016年第 12期
计算机与数字工程
2349
通过落点在探测器靶面的位置解算落点三维位置 信 息 ，进而得到落点偏离目标靶的距离。对系统进 行 建 模 分 析 ，结 果 表 明 该 双 视 觉 测 量 系 统 具 有 较 高 的脱靶量测量精度，能 够 实 现 实 时 自 动 脱 靶 量 测 量。
ZHANG Hui YANG Ping BILicai
(Unit 94, N o . 92941 Troops of P L A , Huludao 125001)
Abstract A 3D target miss measurement system based on binocular vision is designed in order to get the carronade shooting precision, First both the principle and the constitution and function of the system are introduced. Then the model of binocular vision is built, also with the algorithm for the target miss. The simulation result shows in the condition of the 3k m observation distance and 500m target measurement range ,the upper limit uncertainty of the system 3. 79m which means an auto target miss measurement based on binocular vision can be achieved.
; 脱靶量测量系统的工作原理，对组成系统的各部分结构及功能进行了详细说明 然后根据该系统的参数建立了双目视觉测
量 模 型 ，推导了脱靶量计算公式,并通过模型仿真对脱靶量不确定度进行详细分析。 分 析 结 果 表 明 在 观 测 距 离 3k m 、落点
测量范围(距离靶船中心）500m 时 ，该系统对落点脱靶量测量的最大不确定度为3. 79m ,说明该双目视觉测量系统能够实现
Key Words target miss , binocular vision, optical measurement, uncertainty Class Number T H 745
1 引言
脱靶量测量对于鉴定和评估攻击性武器的性 能起着关键的作用，在靶场测量任务中通常需要进 行脱靶量测量[1〜2]。要完成实时高精度的脱靶量 测 量 ，必须选取合适的测量方法和高可靠性、高精 度 的 测 量 设 备 。光 学 测 量 是 重 要 的 脱 靶 量 测 量 方 法 ，常见的测量方法是光电 经 纬 仪 测 量 和 摄 像 测 量 [3〜4]。光 电 经 纬 仪 广 泛 用 于 火 箭 、导 弹 和 航 空 炸 弹等飞行目标的外弹道轨迹参数测量，并兼顾目标 姿态和遭遇段脱靶量参数测量以及实况记录，是常 用的脱靶量测量设备，其 优 点 是 功 能 全 面 ，对空中
本文设计了一种基于双目视觉测量原理的脱 靶量三维测量系统以测量射击舰对靶船的射击精 度 。该系统采用两台摄像机对落点进行实时观测，
" 收稿日期：2016年 6 月 1 0 日，修回日期：2016年 7 月 2 0 日 : : 作 者 简 介 张 辉 ，男 ，高级工程师，研 究 方 向 舰载光电、雷达系统科研试验。阳平，男 ，博 士 ，工 程 师 ，研究方向:舰载光
目标整个弹道能够进行跟踪和观测，具有较好的脱 靶 量 测 量 精 度 [5〜7]。摄 像 测 量 是 一 种 成 本 较 低 的 脱靶量测量方法，需要确定 相 机 和 靶 标 位 置 ，相机 对落点位置成像，判 读 落 点 在 像 面 位 置 ，可以通过 计 算 获 得 落 点 的 坐 标 位 置 ，从 而 完 成 脱 靶 量 测 量)]。双目视觉测量是一种三维测量方法，通过两 台摄像机同时对同一落点进行测量，解算出三维坐 标 位 置 ，计 算 落 点 的 坐 标 位 置 与 靶 标 位 置 之 间 的 距 离即为脱靶量。
关 键 词 脱靶量；双目视觉；光学测量；不确定度
中图分类号 T H 745 DO# 10. 3969/j.issn 1672-9722. 2016. 12. 013
Target Miss Measurement System Based on Binocular Vision and Precision Analys 如 图 3 所 示 。两 摄 像 机 距 离 目 标 靶 3000m，两摄像机之间距离在1500m。由三轴转台 保证两摄像机光轴指向靶点(靶船" 那么此时两视 轴夹角为28°。
系统布局如图1 所 示 ，主要由两套落点视觉图 像观测分系统(分别安装于两艘观测船上" 一套目 标靶分系统(安装于靶船上)和一套总控分系统(安 装于射击舰上)组 成 。
Vol. 24344N8 o.l2
Compu计ter算&机D与ig数ita字l 工En程gineering
总第326期 2016年第 12期
基于双目视觉的脱靶量测量系统设计及其精度分析
张辉阳平毕立财
(92941部 队 94分 队 葫 芦 岛 125001)
摘 要 设计了一种基于双目视觉测量原理的脱靶量三维测量系统以测量射击舰对靶船的射击精度。 首先介绍了该
图2 落点视觉图像观测分系统组成框图
图 1 系统测量工作布局
击 、 击 、观
靶 的 对位 如
图 1。观测船与靶船等速伴行，靶船上安装一个大
型高亮 LED 源作为 标 靶 点# 两观 上 的
电 、雷达系统科研试验。毕立财，男 ，硕 士 ，助理工程师，研 究 方 向 ：舰载光电、雷达系统科研试验。
2016年第 12期
计算机与数字工程
2349
通过落点在探测器靶面的位置解算落点三维位置 信 息 ，进而得到落点偏离目标靶的距离。对系统进 行 建 模 分 析 ，结 果 表 明 该 双 视 觉 测 量 系 统 具 有 较 高 的脱靶量测量精度，能 够 实 现 实 时 自 动 脱 靶 量 测 量。
ZHANG Hui YANG Ping BILicai
(Unit 94, N o . 92941 Troops of P L A , Huludao 125001)
Abstract A 3D target miss measurement system based on binocular vision is designed in order to get the carronade shooting precision, First both the principle and the constitution and function of the system are introduced. Then the model of binocular vision is built, also with the algorithm for the target miss. The simulation result shows in the condition of the 3k m observation distance and 500m target measurement range ,the upper limit uncertainty of the system 3. 79m which means an auto target miss measurement based on binocular vision can be achieved.
; 脱靶量测量系统的工作原理，对组成系统的各部分结构及功能进行了详细说明 然后根据该系统的参数建立了双目视觉测
量 模 型 ，推导了脱靶量计算公式,并通过模型仿真对脱靶量不确定度进行详细分析。 分 析 结 果 表 明 在 观 测 距 离 3k m 、落点
测量范围(距离靶船中心）500m 时 ，该系统对落点脱靶量测量的最大不确定度为3. 79m ,说明该双目视觉测量系统能够实现
Key Words target miss , binocular vision, optical measurement, uncertainty Class Number T H 745
1 引言
脱靶量测量对于鉴定和评估攻击性武器的性 能起着关键的作用，在靶场测量任务中通常需要进 行脱靶量测量[1〜2]。要完成实时高精度的脱靶量 测 量 ，必须选取合适的测量方法和高可靠性、高精 度 的 测 量 设 备 。光 学 测 量 是 重 要 的 脱 靶 量 测 量 方 法 ，常见的测量方法是光电 经 纬 仪 测 量 和 摄 像 测 量 [3〜4]。光 电 经 纬 仪 广 泛 用 于 火 箭 、导 弹 和 航 空 炸 弹等飞行目标的外弹道轨迹参数测量，并兼顾目标 姿态和遭遇段脱靶量参数测量以及实况记录，是常 用的脱靶量测量设备，其 优 点 是 功 能 全 面 ，对空中
本文设计了一种基于双目视觉测量原理的脱 靶量三维测量系统以测量射击舰对靶船的射击精 度 。该系统采用两台摄像机对落点进行实时观测，
" 收稿日期：2016年 6 月 1 0 日，修回日期：2016年 7 月 2 0 日 : : 作 者 简 介 张 辉 ，男 ，高级工程师，研 究 方 向 舰载光电、雷达系统科研试验。阳平，男 ，博 士 ，工 程 师 ，研究方向:舰载光
目标整个弹道能够进行跟踪和观测，具有较好的脱 靶 量 测 量 精 度 [5〜7]。摄 像 测 量 是 一 种 成 本 较 低 的 脱靶量测量方法，需要确定 相 机 和 靶 标 位 置 ，相机 对落点位置成像，判 读 落 点 在 像 面 位 置 ，可以通过 计 算 获 得 落 点 的 坐 标 位 置 ，从 而 完 成 脱 靶 量 测 量)]。双目视觉测量是一种三维测量方法，通过两 台摄像机同时对同一落点进行测量，解算出三维坐 标 位 置 ，计 算 落 点 的 坐 标 位 置 与 靶 标 位 置 之 间 的 距 离即为脱靶量。
