基于视觉跟踪的电子激光经纬仪自动测量系统研究

摘要

实现大尺度空间内可动目标的高精度自动化测量是现今大尺寸测量技术领域的难点之一。在传统大尺寸测量设备的基础上，构建一种新型测量系统，其测量范围可以覆盖整个目标运动空间，并能够对多个运动目标进行实时跟踪，以实现不同空间位置密集点云的智能识别与自动测量，成为迫切需要解决的问题。
　　 本文构建了一种基于视觉跟踪的电子激光经纬仪自动测量系统。并在此基础上针对运动目标跟踪、经纬仪的自动引导、标记点的自动瞄准测量等关键技术问题进行了重点研究。实验表明，本文提出的对运动目标上关键点位的测量方法具有较高的测量精度和效率。论文的主要研究内容和工作如下：
　　 1、设计了摄像机镜头的控制电路，对自动变焦算法的清晰度评价函数和控制策略进行了研究，实现了镜头的自动聚焦、变焦控制。
　　 2、对目标跟踪方法进行研究，实现了不规则形状单目标三维方向运动的跟踪，并进一步对杂波环境下多目标的跟踪进行了原理研究和仿真。
　　 3、研究了摄像机与多台经纬仪间空间位置关系的标定方法，提出了一种经纬仪粗略引导的模型。提出了一种经纬仪对目标点进行自动瞄准测量的方法。
　　 4、分析了激光点、特征点的提取精度等因素对测量精度的影响。并对自动瞄准方法的不确定度进行分析。建立了跟踪系统模型，评价了云台性能等因素对系统跟踪性能的影响。
　　 5、搭建了实验装置，对目标跟踪、摄像机对经纬仪的粗略引导以及经纬仪的自动瞄准测量过程进行了实验验证。