惯性与图像传感器复合的测量系统设计

【摘要】复合传感器序列图像测量技术是以机器视觉为基础,利用摄像机光轴空间交会原理,将目标的二维图像信息转换到三维立体空间的非接触测量技术。本文针对动态成像测量问题,设计了一种基于内触发同步的惯性与图像传感器复合的测量系统。本系统通过复合传感器同步获取摄像机的姿态、运动参数和图像序列信息,经过计算机解算,实现动态情况下的图像测量。本文在研究分析了国内外相关图像测量系统与技术的基础上,根据动态图像测量的特点,设计了一种惯性测量组合与图像传感器复合的测量系统。针对惯性测量组合与单目摄像机同步采集的问题,提出了一种复合传感器信息同步获取方法。本系统以MSP430f169微处理芯片为核心,控制惯性测量组合的数据采集、存储和图像的同步记录。利用视频的奇/偶场同步脉冲信号,作为微处理器的中断信号和惯性测量组合的数据同步记录信号,将惯性数据及其对应的图像帧序号实时存储于U盘中,实现了在摄像机连续无规则运动拍摄的状况下,实时获取摄像机的位置姿态信息。基于本文设计的系统,研究了利用双目视觉原理实现对目标特征点进行空间定位的方法。应用梯形积分法与四元数法求解摄像机的运动参数,结合摄像机的工作参数与图像像素坐标,实现了对静态目标的几何参数测量,并对测量误差进行了分析。针对动态目标运动参数的测量,本文基于CamShift的动态目标跟踪算法,设计了基于VC++6.0与OpenCV的软件系统,提取出待测目标的像素坐标。应用双目视觉定位原理,对动态飞行目标的跟踪定位及飞行速度的测量方法进行了研究和试验。
【作者】于明；
【导师】韩焱；
【作者基本信息】中北大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】惯性测量组合；图像测量；复合传感器；动态图像；目标跟踪；

【参考文献】
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