基于机器视觉系统瞄准过程自动控制研究及实现

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基于机器视觉瞄准自动控制系统的技术实现主要包括:信号获取、图像的预处理、特征选择和特征提取、瞄准定位与CCD实时测距、瞄准决策控制.信号获取阶段主要是将导弹象限字符图像转化为计算机可以处理的数字化信息.由视觉传感器获取的象限字符图像信息经过预处理的对比度扩展、二值化、平滑、细化以后,不仅大大压缩了图像的数据量,而且剔除了噪声,当然预处理过程在一定程度上保持了原始图像的必要的特征信息,以便于以后特征提取的有效性,以及决策的可靠性,从而为以后进一步的处理打下基础.特征提取是模式识别中较为困难的工作,也是自动瞄准系统的一个重点,该文在参考大量的图形及文字识别资料的基础上,结合瞄准目标图像的结构特征,从向量特征和距离特征两方面提取了目标字符图像的结构特征,形成了字符图像的向量曲线.瞄准定位与CCD实时测距包括瞄准点定位技术和实时测距技术原理与实现.瞄准决策控制包括建立向量图形模型库、激光瞄准与激光校准、视觉搜索、控制计算、方向转角数字转换、目标瞄准六步.将瞄准点定位计算技术与利用CCD设备精确测距技术结合,运用到某型战略导弹阵地自动化瞄准系统中,是该论文的一个创新点.同时在引进、学习了多种图像分析识别技术后,创建了更为优化的、具有一定特色的C/C++语言图像处理专用函数库,解决了远距离文字识别、自动图像分析、抽取图像特征技术等问题.该文最后给出了在××××阵地对该项目进行测试、试验分析的结果.从试验情况看,该系统与现行装备接口匹配;计算精度为1/100角秒,超过原人工计算误差不大于1/10角秒的精度要求;计算一次所用时间由原来的约30分钟缩短为10秒钟;对发射台驱动的方向性一致,经检验定位精度达到20″;视觉搜索系统对弹上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ棱镜能够实施正确跟踪,并能自动识别,识别率达到100%,粗瞄时测量棱镜精度达到20″;粗瞄的时间不大于15分钟,精瞄的时间不超过60秒;各项性能指标均符合战术技术指标要求,为中国固体、液体型号的导弹瞄准提供了经验和借鉴,填补了国内××系列弹道导弹瞄准数据自动计算的空白,具有较高的军事效益和推广应用价值.
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