光学测量的飞行器空间姿态测量方法
关覃粼 李胜宇摘 要飞行器技术直以都是前沿科学主要发展领域其对其空姿态测试手段有助飞行器飞行轨迹控制具有极研究价值。
针对飞行器近景实验运动姿态三维构测量对光学测量手段进行研究分析对这测量方法具体原理应用特与应用优势进行具体说明飞行器技术发展提供参考价值。
关键词光学测量;飞行器;空姿态;轨迹控制对飞行器而言目标空运动三维姿态是将其飞行状态进行运动构运动参数而实际应用可以通测量出运动三维状态参数对飞行器飞行轨迹精进行评估更地确定改进方向其对飞行器设计、实验、改进以及故障分析等都具有重要实用价值与现实价值。
空三维运动参数极复杂其测量难较对新技术研究应用也具有极价值。
、光学测试技术应用必要性飞行器空三维测量复杂性飞行器空三维状态其空姿态测量复杂性主要表现两其是空姿态测量参数极复杂空运动由共有六并且这只是单整体由数目当扩展到空机械候更加复杂因进行姿态测量要整体三移动参数与三动参数进行精确分析与整合得出终运动轨迹要测量参数较复杂。
其二是测量环境复杂性飞行器空飞行工作环境是极复杂可能存极恶劣工作环境也就是测试环境。
传统传感器测量手段对测量环境要较高因测量设备抗干扰能力要也较高并且传感器测量设备要飞行器上安装配合测量设备会对飞行器身重量结构造成定改变这对飞行器测试阶段数据测量极不利严重影响对飞行器飞行能力评估改进工作。
并且飞行器测试运动目标存丢失可能可能会造成设备损失因寻新测量方法极具必要性。
光学测量技术应用优势光学测量对飞行器运动状态测量是具有更优势首先它是非接触式不会有传统传感器测量由测量设备安装飞行器上避免了由测量设备重量对飞行器影响增加飞行器运动轨迹测量精其次光学测量是全场性测量可以全面收集飞行器空运动姿态相关数据参数得到佳测咯昂结。
光学测量相对其他测量方式还具有更加方便可靠、价格成较低等优势根据相关精不可以利用高速摄像机、纬仪及远距离照相机等光学设备进行运动目标测量已成较常见种测量方式。
3 相关技术完善光学测量技术要有完善数图像技术支持只有强图像处理技术才可以助光学测量技术真正运用到实际运用。
前光学测量技术对运动目标测量是以目标只能获得飞行器运动轨迹而无法获得具体运动姿态。
而了获得较精确运动姿态则要利用摄像设备对空运动目标运动信息进行拍摄记录再通事较复杂目标空姿态参数分析与提取得到要三维运动运动姿态但是如以其实性难以保证对飞行器测试长极不利。
但是近年高速图像处理技术与更图像处理算法发展进行实光学图像分析提供了可能性。
通高速图像处理技术可以有效分析空运动目标三维轨迹和三维姿态特别是目标俯仰角、偏航角等重要姿态实提取关键性信息推动飞行器空三维运动姿态立体化测量发展。
二、光学测量工作原理光学测量技术作种被广泛运用目标运动参数测量方法工作原理并不复杂传统光学测量以光学望远镜主配合些基摄影、红外、激光等技术测量设备进行跟踪测量主要是对光学图像进行收集分析程目前发展也遵循这原理。
而光学测量质量主要重和难也姿态测量方法和与相关图像处理技术。
多面面交会法传统光学测量方法主要依靠空运动目标判方法对姿态测量难以实现因通设置更多目标测量位是种较直接姿态测量方法通测量交汇而成测量线进行测量利用首位固定坐标变换能够实现根据空所确定空直线可以得到目标俯仰角与偏航角得到空运动姿态但是多测量易出现步误差并且各仪器测量也存定定位误差导致拍摄运动参数存定偏差这就导致通多合成运动姿态精难以确保并且复杂测量环境更进步造成各测量结偏差因这方法实际运用可能性不高。
单图像分析法单图像确定空目标三维姿态具有更加重要实际运用价值而实际上从图像获取而言单图像质量早已可以满足光学测量精目前主要难图像处理如何高速高精提取空目标轮廓。
而图像分析重就是对光测图像预处理工作只有合适图像预处理工作续姿态测量工作才有继续实行基础。
预处理工作虽然重要但是其工作原理并不复杂因重续姿态测量对姿态测量而言图像分割是极重要且具有难项工作它要将图像按照特征提取出感兴趣目标提取标准可以由改变。
这对人而言似乎是极然功能但是对计算机而言这是极复杂“病态”问题它是模糊、多了这问题目前已有了几种图像分割方法发展方向。
基边缘图像分割方法它利用了目标与其运动背景差异达到较图像分割效这技术难也要分割区域也就是目标与背景边缘对比造成边缘检测抗噪性与测量精矛盾提升測量精不可避免带轮廓不合理而提高抗噪性会出现漏检和位置偏差可能。
二基区域图像分割方法它直接进行区域寻是根据事先定义标准将像素或子区域聚合成更区域程首先进行分类分割利用已知训练样集图像特征空到策划分实现对图像区域划分外还可以利用阈值分割法进行区域提取通设定每特征阀值进行区域划分这区域划分方法更加快速简便但是实际上很难到合适阈值。
三边缘与区域结合图像分割方法以上两种方法各有优劣因对这两种方法进行程综合对光学测量而言是很有价值利用目标对象边缘信息与图像全局信息进行分割对特定区域提取效较。
例如活动轮廓模型。
该类方法通使用从图像数据获得约束信息和目标其他参数信息如位置、、形状等等可以较衡目标分割匹配精与抗噪性关系达到较结。
三、总结飞行器飞行姿态是评价飞行器质量关键标准因更评价手段可以有效促进飞行器技术发展。
通对飞行器三维运动姿态测量手段进行简单分析介绍了光学测量技术原理与主要运用优势希望对这技术成熟与发展有所助。
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