基于双目视觉的高速运动体飞行数据测量方法

杜 雪，余俊松，王 端，王邦宇

（中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州450047）

1 概述

双目视觉技术以其非接触性、测量精度高及响应速度快等特点，在三维建模、质量监控、目标识别、非接触式面形测量等方面迅速发展，其应用正逐渐渗透到航空航天、军事装备、生物医疗、工业测量和自动化控制等诸多领域[1]。将双目立体视觉与高速运动目标识别技术相结合，能够监测高速运动小目标的运动轨迹、相对位移、运动速度、射向散布等飞行数据，在高速运动体的飞行数据测量方面具有重要的研究意义。

2 测量原理

2.1 图像高速获取技术

当前，为获得高速运动物体的飞行数据（位移、姿态、速度、角度等），往往采用高速摄像机/高速相机设备来高速拍摄记录物体的运动过程，并生成影像或系列图像数据，高速摄像机/高速相机一般由镜头、机身、感光芯片（CCD 或CMOS）、快采电路、高速闪存、电子快门以及时钟发生器等部分组成。常见的高速相机有英国IX Camera 公司的iSpeed 系列高速相机、美国VRI 公司的Phantom 系列高速相机、日本Phonton 公司的Y 系列高速相机[2]。

2.2 非接触式光学摄像被动式测量技术

近年来随着光学及电子元器件的广泛应用，非接触式测量技术迅速发展。非接触式测量技术具有高效、对被测目标无破坏性、测量距离大等优点，可以对目标进行动态或静态的测量。非接触式测量可以远距离非破坏性地对待测物体进行测量而不需要与待测物体接触。非接触式测量中主要采用的方法是光学非接触式测量法[3]。……