| 单目图像中姿态角估计的坦克目标测距方法 |
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| 引用本文： | 徐超,高敏,曹欢.单目图像中姿态角估计的坦克目标测距方法[J].光子学报,2015,44(5). |
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| 作者姓名： | 徐超 高敏 曹欢 |
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| 作者单位： | 1. 军械工程学院导弹工程系,河北石家庄,050003
2. 北京航天嘉诚精密科技发展有限公司,北京,102600 |
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| 摘 要： | 为了克服经典成像测距对相机姿态和视差信息依赖的问题,以观瞄发控装置的电荷耦合器件获取的单目图像为研究对象,提出了基于姿态角估计的坦克目标测距方法.该方法首先利用多级尺度不变特征变换匹配算法实现目标姿态角的快速估计,获取与当前目标姿态偏差最小的模板;然后利用该模板和目标图像模拟立体视觉,建立不依赖于相机姿态和视差的单目测距模型.该模型在远距离测距和小角度偏差的前提下,将模板中的匹配特征点投影到等效平面世界坐标系中,建立被测坦克图像点及其空间点的映射关系,将测距问题转化为对相机外参量的标定,从而求解出相机中心到坦克中心的距离.采用200m到2 500m范围内的坦克验证测距方法的性能,对测量误差随距离的变化规律进行分析,并将其与不同射程时导弹末制导交班的最大容许误差进行对比.结果表明,该方法适用于观瞄发控装置获取的任意姿态图像,实现了野战条件下单兵反坦克武器系统的远距离、快速测距;测量结果中相对误差小于4.9%,绝对误差小于87.7m,满足导弹各个射程的最大容许误差的要求.
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| 关 键 词： | 几何光学 被动测距 姿态角估计 单目图像 反坦克导弹观瞄发控装置 小孔成像 相机标定 尺度不变特征变换 |
The Attitude Angle Estimation-based Distance Measurement of Tank Target in Monocular Image |
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| XU Chao,GAO Min,CAO Huan.The Attitude Angle Estimation-based Distance Measurement of Tank Target in Monocular Image[J].Acta Photonica Sinica,2015,44(5). |
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| Authors: | XU Chao GAO Min CAO Huan |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Geometric optics Passive range Attitude angle estimation Monocular image Observe control and launch system of anti-tank missile Pinhole imaging Camera calibration Scale invariant feature transform |
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