Информационно-измерительные системы для определения параметров движения подвижных объектов на основе полусферических оптико-электронных преобразователей

• Автор: Фан Чан Данг Хоа
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 192 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа посвящена разработке алгоритмов обработки информации в информационно-измерительных системах для определения таких параметров движения как координаты и ориентация подвижных объектов на основе полусферических оптико-электронных преобразователей.
В работе произведен анализ аппаратного обеспечения и методов обработки информации в информационно-измерительных системах для определения параметров движения подвижных объектов. Рассмотрены особенности реализации широкоугольных телевизионных информационноизмерительных систем, в том числе и на основе полусферических оптикоэлектронных преобразователей.
Разработана математическая модель полусферического оптико-электронного преобразователя входящего в состав информационноизмерительной системы, учитывающая геометрические параметры полусферического отражателя и оптические искажения оптической системы.
Разработаны алгоритмы обработки изображений формируемых полусферическими оптико-электронными преобразователями:
- алгоритм геометрической калибровки полусферических оптикоэлектронных преобразователей;
- алгоритмы выделения и идентификации характерных элементов на последовательности полусферических изображений без дополнительных преобразований.
Предложена структурная схема информационно-измерительной системы, состоящей из полусферического оптико-электронного преобразователя и одометрической системы. Разработан алгоритм комплексироваиня информации для данной системы, позволяющий повысить точность оценки координат и ориентации подвижного объекта.

Выполнено экспериментальное исследование разработанных
алгоритмов и определены зависимости их точностных характеристик от различных внешних факторов.
Работа содержит введение, 5 глав основной части, заключение, изложенные на 174 страницах машинописного текста, список
использованных источников, состоящий из 121 наименования, приложения. Материал работы включает 63 рисунка, 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Обзор и анализ информационно-измерительных систем для определения параметров движения подвижных объектов
1.1 Информационно-измерительные системы для определения параметров движения подвижных объектов
1.2 Телевизионные информационно-измерительные системы для определения параметров движения подвижных объектов
1.3 Широкоугольные телевизионные информационно-измерительные системы
1.3.1 Широкоугольные объективы
1.3.2 Сшивание панорамы из множества изображений
1.3.3 Катадиоптрические оптико-электронные преобразователи
1.4 Информационно-измерительная система па основе ГТСОЭП и одометрической системы для определения параметров движения подвижных объектов
1.5 Формулировка цели и задачи диссертации
2. Разработка математической модели и алгоритма геометрической калибровки полусферического оптико-электронного преобразователя
2.1 Разработка математической модели полусферического оптико-электронного преобразователя
2.2 Геометрическая калибровка полусферического оптикоэлектронного преобразователя
2.2.1 Постановка задачи калибровки полусферического оптико-электронного преобразователя
2.2.2 Алгоритм уточнения координат изображений угловых

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ КАЛИБРОВКИ
ПОЛУСФЕРИЧЕСКОГО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
2Л. Разработка математической модели полусферического оптико-электронного преобразователя
Полусферический оптико-электронный преобразователь (ПСОЭП) состоит из полусферического зеркального отражателя и фотоэлектронного преобразователя. С помощью полусферического зеркального отражателя
круговая панорама проецируется на светочувствительную матрицу фотоэлектронного преобразователя. ПСОЭП и пример его выходного
изображения показан на рисунке 2.1.
а) б)
Рисунок 2.1 - а) ПСОЭП; б) пример изображения с выхода ПСОЭП
Математическая модель ПСОЭП описывает геометрическое проецирование точек трехмерного пространства на светочувствительную матрицу ПСОЭП. По-другому, математическая модель ПСОЭП определяет координаты точек изображения на светочувствительной матрице ПСОЭП по координатам точек трехмерного пространства.