火炮身管指向测量中图像的特征提取与校正

齐寰宇,段修生,,马月辉，高旭端，张帅飞

(1.石家庄铁道大学，河北 石家庄 050043；2.河北省无人机侦测信息处理与运用技术重点实验室，河北 石家庄 050091)

基于点特征的单目位姿测量是利用多个控制点之间的约束，求解2个坐标系之间的位姿关系，一般称为PNP问题[1]。位姿测量精度受许多因素影响，如相机内参、特征点图像坐标、采集距离等，其中，特征点的中心提取是姿态解算的难点及关键点。针对火炮身管上特征点的提取，国内外学者提出了一系列的算法，但是常见的缺陷有：不适应野外复杂环境，提取精度差[2]；不适用于火炮的动态指向测量[3]。

针对火炮身管动态指向测量中存在的问题，笔者在动态测量火炮身管的基础上提出了一种基于自适应阈值下的多点校正和单点校正算法。对拍摄的图像网格化搜索最佳变换参数，以适应不同的光照，提取角点后通过特征点之间的几何约束关系优化提取结果，优化的结果可直接用于火炮身管姿态测量的计算中。经实验表明：特征点提取的校正算法对提高测量精度取得了良好的效果。

1 条状标志物特征

运用高分辨率的摄像机实时采集火炮身管上的标志物图像，通过机器视觉的方法获取标志物的运动参数进而得到火炮身管的姿态(高低角、方位角)。因此，标志物在测量过程中扮演着重要的角色，设计时需要考虑标志物的尺寸、特征点个数、特征标识的选择以及特征点之间的几何约束关系等对测量精度的影响。……