[發明專利]基于多通道圖像處理的海上裝置自標定方法

有效

• 申請號: 201611036768.X
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106780614B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 曾春艷;武明虎;雷選華;劉敏;溫明;朱莉;劉聰;王娟;饒哲恒;宋丹丹
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;G06T7/66
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平

本發明公開了一種基于多通道圖像處理的海上裝置自標定方法，屬于海上裝置的各個系統精確定位技術領域。本發明的自標定方法包括如下步驟：(1)第一次捕獲目標信息；(2)第二次捕獲目標信息；(3)主控機計算k_i和θ_i；(4)調整第i個通道的架位信息；(5)完成海上裝置的自標定。本發明將目標從北極星拓展到可被鏡頭捕捉的恒星或太陽，采用圖像目標識別技術和目標質心自動獲取算法，且無需借助標定板，只需要保證相機在標定過程中使目標位于十字準星附近即可，實現調整所有通道零點與參考通道一致。本發明的自標定方法對校標環境要求寬松，且標定過程更加方便快捷。

技術領域

本發明屬于海上裝置的各個系統精確定位技術領域，具體地屬于一種基于多通道圖像處理的海上裝置自標定方法。

背景技術

海上裝置的各個系統在對目標精準跟蹤以前，需要對裝置的各個系統進行標定，使系統零位保持一致的前提下，保證對目標的精確定位。為了滿足目標的精確定位，不僅需要在設備上安裝時調整機械零位，而且需要校標電氣零位，使各裝置系統零位一致。

電氣零位的校準主要包括角度零位和距離零位。目前常用的角度零位校準方法是在系泊條件下，選擇氣象良好，星點明確的狀況，使用瞄星法。傳統的瞄星法為在甲板上架設經緯儀，按對準用艏艉線標志板對中、調平，并依據對準用艏艉線建立經緯儀的方位零位，然后各設備與經緯儀同時瞄星，將經緯儀的方位及仰角數據進行坐標旋轉變換成為所測設備平面的參數后作為各設備的舷角及仰角真值，各設備依此真值進行各自的零位調整，瞄星時至少要瞄兩顆方位角互成90°的星體。

瞄星法主要存在兩個問題：(1)對瞄星時的氣象條件要求苛刻。瞄星法要求在天氣晴朗條件下，人工瞄準北極星，且無風或風速較小，使船體保持靜止，而海上這種良好的氣象條件并不是常有，為瞄星甚至需要等待一個月之久；(2)瞄星由人工操作，瞄星精度跟操作人員技術水平有關，沒有利用現代化計算工具，整體統籌所有武器系統的校標過程。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明公開了一種基于多通道圖像處理的海上裝置自標定方法。該自標定方法不需要標定板，只需要保證相機在標定過程中使目標置于十字準心位置，無運動軌跡的約束，且采用多通道圖像處理的技術，主控機能同時查看和處理所有通道的圖像，更加快捷方便。

本發明公開了一種基于多通道圖像處理的海上裝置自標定方法，包括如下步驟：

(1)第一次捕獲目標信息：具體過程如下：

11)獲取目標的多通道圖像：在海上裝置的各系統中安裝CCD圖像傳感器，使目標位于圖像中心位置，第一次按壓海上裝置的主控機的捕獲按鈕，捕獲目標在任意時刻的多通道圖像；

12)計算目標質心的坐標值：規定每個通道圖像的左上角為原點，水平向右的方向為x軸，豎直向下的方向為y軸；并設當前CCD圖像傳感器的架位位置為位置A，則主控機計算第i個通道在位置A處獲得的目標質心的坐標值為所述目標質心在世界坐標系中的坐標值為(α_w,β_w)；

13)獲取CCD圖像傳感器的架位信息：計算所述步驟11)中捕獲目標時CCD圖像傳感器的架位信息，即第i個通道在位置A處的方位角和俯仰角為

則所述步驟12)中的第i個通道在位置A處獲得的目標質心的坐標值目標質心在世界坐標系中的坐標值為(α_w,β_w)與第i個通道在位置A處的方位角和俯仰角滿足如下矩陣關系式：

且k_i和θ_i均為CCD圖像傳感器在第i個通道的校標參數；