船载稳像系统的设计与实现

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1、０’碱ｕ壬东硕ｄ：学位论文论文题目：船載稳像系统的设计与实现作者姓名赖宏焕指导教师董逐学科专业控制工程培养类别全日制专业学位硕去所在学悅信息王程学悅提交日期２０１６年１０月１８日浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究王作所取得的研究成果。除文中己经加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的。学位证书而使用过的材料对本文的研究作出重要贡献的

2、个人和集体，均已在文中明确方式标明人承担本声明的法律责任。ｊ；日期作者签名；方化年杉月１日学位论文版权使用授枚书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权浙江工业大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于一１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、保密□，在Ｈ年解密后适用本授权书。３、不保皆因｛＂＂．

3、（请在臥上相应方框内打Ｖ）、＾作者签名：：〇日終日期２／缸传月叛家＿签曰年月＾曰导师名期；Ｒ浙江工业大学硕士学位论文船载稳像系统的设计与实现作者姓名：赖宏焕指导教师：董辉副教授浙江工业大学信息工程学院2016年10月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterDesignandImplementationofShip-BorneImageStabilizationSystemCandidate:HonghuanLaiA

4、dvisor:AssociateprofessorHuiDongCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyOct.2016浙江工业大学硕士学位论文船载稳像系统的设计与实现摘要现今视频监控技术快速发展，视频监控系统除了在银行、商场、公安等一些传统应用场景保持着持续发展的趋势以外，移动载具（机载、车载、船载等）上的安防需求也呈现了强烈增长的趋势。由于移动载体会颠簸晃动，因此需要将摄像机安装在特定的稳像系统中以保证摄像机视轴的稳定性。常用的稳像技术有云台稳像、光学

5、稳像以及电子稳像。采用以上三种或两种稳像方案的组合稳像技术也是稳像领域中的研究热点之一。本文组合使用云台稳像以及电子稳像技术的技术方案，实现了组合船载稳像系统，论文主要工作和取得的成果如下：（1）分析了船载稳像系统的功能，介绍稳像技术、惯性传感器的相关技术特点以及电子稳像技术的实现基本流程。（2）设计实现船载稳像的云台稳像模块需要的硬件系统，包括微处理器、多个串行接口、惯性传感器以及电源模块。（3）针对稳像云台的结构，设计云台稳像模块的总体控制架构。构建并仿真实现基于加速度计与陀螺仪的卡尔曼滤波模型。提出一种优化的PID算法作为系统的反

6、馈控制器，并提出限制最大加速度的方案抑制步进电机失步问题，实现了云台稳像的整体模块。（4）分析了基于块匹配的电子稳像方案的特点与原理。实现了基于SAD匹配准则以及全搜索策略的运动矢量估计方法。提出一种以保证稳定性为前提的补全图像的方案，并将PSNR以及差值图像作为评价稳定度的标准。（5）讨论本文采用开发平台的特点。在云台稳像模块中应用实现了卡尔曼滤波、PID反馈控制，列举分析了云台稳像的性能参数。详细叙述了电子稳像模块的处理流程，为各模块配置合适的参数，根据实验结果分析电子稳像的各项指标。最后对全文进行总结，并提出展望。关键词：船载稳像

7、，组合稳像，惯性传感器，卡尔曼滤波，电子稳像i浙江工业大学硕士学位论文DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFSHIP-BORNEIMAGESTABILIZATIONSYSTEMABSTRACTToday,digitalsurveillancevideotechnologyisdevelopingrapidly.Videosurveillancesysteminthebanks,shoppingmalls,publicsecurityhasmaintainedasustaineddevelopmenttrend,whilemo

8、bilecarriers(airborne,vehicle,ship,etc.)alsoshowedastronggrowthindemand.Asthemobilecarrierwillbumpandsh