弹箭电视制导图像处理技术研究

摘要

随着精确制导弹箭的不断发展和广泛使用，运动目标的实时检测与跟踪已经成为现代战争中尤为重要的一环。而其真实性与实时性的好坏决定着战争的成败。在此背景下，对弹载电视导引头电视制导技术及其核心目标检测与跟踪系统展开研究具有着重要的现实意义。因此，本文设计了一套基于DSP的目标检测与跟踪系统。
　　首先，设计了目标检测与跟踪系统的硬件结构，主要包括DM642图像处理平台和F2812转动控制云台两部分。对各个模块进行设计、配置、调试来实现DM642对视频图像的运动目标检测与跟踪，DM642通过串口通信协议与F2812进行数据传输，F2812通过输出PWM波的形式实现对转动控制云台实时控制来驱动摄像头实时跟踪运动目标。
　　其次，弹载电视导引头作为光电设备，必然会由于光电转换、外界环境、空间电磁场等原因使采集到的视频图像产生大量的噪声。本文根据各种图像噪声产生的原理，深入研究了均值滤波、中值滤波等几种常用滤波方法并采用非线性滤波法中的中值滤波对视频图像进行预处理，以期达到理想的效果。
　　再次，研究了目标检测与跟踪过程。分析讨论了相邻帧差法、背景差分法、均值漂移法等多种主流的运动目标检测与跟踪算法原理及实现方法。在目标检测算法中本文采用改进的对称差分法与背景差分法相结合的方法实现运动目标与背景的分离并为后续的目标跟踪提供初始搜索框;在目标跟踪算法中本文采用均值漂移算法基础上优化的连续自适应均值漂移算法实现运动目标的实时跟踪并确定了目标在图像中位置与运动参数。
　　最后，在所设计的目标检测与跟踪系统上进行了半实物仿真实验，实验结果表明，采用本文设计的系统能够较好的实现算法对运动目标的实时跟踪，系统具有较好的实时性与鲁棒性。为进一步研究弹载电视导引头技术奠定了基础。