[发明专利]基于多通道图像处理的海上装置自标定方法

说明书

本发明公开了一种基于多通道图像处理的海上装置自标定方法，属于海上装置的各个系统精确定位技术领域。本发明的自标定方法包括如下步骤：(1)第一次捕获目标信息；(2)第二次捕获目标信息；(3)主控机计算k_i和θ_i；(4)调整第i个通道的架位信息；(5)完成海上装置的自标定。本发明将目标从北极星拓展到可被镜头捕捉的恒星或太阳，采用图像目标识别技术和目标质心自动获取算法，且无需借助标定板，只需要保证相机在标定过程中使目标位于十字准星附近即可，实现调整所有通道零点与参考通道一致。本发明的自标定方法对校标环境要求宽松，且标定过程更加方便快捷。

技术领域

本发明属于海上装置的各个系统精确定位技术领域，具体地属于一种基于多通道图像处理的海上装置自标定方法。

背景技术

海上装置的各个系统在对目标精准跟踪以前，需要对装置的各个系统进行标定，使系统零位保持一致的前提下，保证对目标的精确定位。为了满足目标的精确定位，不仅需要在设备上安装时调整机械零位，而且需要校标电气零位，使各装置系统零位一致。

电气零位的校准主要包括角度零位和距离零位。目前常用的角度零位校准方法是在系泊条件下，选择气象良好，星点明确的状况，使用瞄星法。传统的瞄星法为在甲板上架设经纬仪，按对准用艏艉线标志板对中、调平，并依据对准用艏艉线建立经纬仪的方位零位，然后各设备与经纬仪同时瞄星，将经纬仪的方位及仰角数据进行坐标旋转变换成为所测设备平面的参数后作为各设备的舷角及仰角真值，各设备依此真值进行各自的零位调整，瞄星时至少要瞄两颗方位角互成90°的星体。

瞄星法主要存在两个问题：(1)对瞄星时的气象条件要求苛刻。瞄星法要求在天气晴朗条件下，人工瞄准北极星，且无风或风速较小，使船体保持静止，而海上这种良好的气象条件并不是常有，为瞄星甚至需要等待一个月之久；(2)瞄星由人工操作，瞄星精度跟操作人员技术水平有关，没有利用现代化计算工具，整体统筹所有武器系统的校标过程。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于多通道图像处理的海上装置自标定方法。该自标定方法不需要标定板，只需要保证相机在标定过程中使目标置于十字准心位置，无运动轨迹的约束，且采用多通道图像处理的技术，主控机能同时查看和处理所有通道的图像，更加快捷方便。

本发明公开了一种基于多通道图像处理的海上装置自标定方法，包括如下步骤：

(1)第一次捕获目标信息：具体过程如下：

11)获取目标的多通道图像：在海上装置的各系统中安装CCD图像传感器，使目标位于图像中心位置，第一次按压海上装置的主控机的捕获按钮，捕获目标在任意时刻的多通道图像；

12)计算目标质心的坐标值：规定每个通道图像的左上角为原点，水平向右的方向为x轴，竖直向下的方向为y轴；并设当前CCD图像传感器的架位位置为位置A，则主控机计算第i个通道在位置A处获得的目标质心的坐标值为所述目标质心在世界坐标系中的坐标值为(α_w,β_w)；

13)获取CCD图像传感器的架位信息：计算所述步骤11)中捕获目标时CCD图像传感器的架位信息，即第i个通道在位置A处的方位角和俯仰角为

则所述步骤12)中的第i个通道在位置A处获得的目标质心的坐标值目标质心在世界坐标系中的坐标值为(α_w,β_w)与第i个通道在位置A处的方位角和俯仰角满足如下矩阵关系式：

且k_i和θ_i均为CCD图像传感器在第i个通道的校标参数；