自航模运行轨迹自动跟踪系统研究.pdf

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1、船舶冒如权：自航模运行轨迹自动跟踪系统研究DOI：10.19423/j.cnki.31-1561/u.2016.04.074自航模运行轨迹自动跟踪系统研究冒如权（海军驻上海地区舰艇设计研究军事代表室上海200011）［摘要］通过对自航模运行特点的研究，研制出一套利用伺服系统驱动的单台摄像机自动跟踪系统，主要由水平旋转伺服系统、垂直旋转伺服系统和安装在伺服系统之上的工业相机组成。系统对图像进行采集和处理，并与伺服系统形成闭环。当船模成像到达图像正中心后，采集当前水平与垂直伺服系统的角度，计算当前船模坐标，并与上一坐标点进行关

2、联，绘制运行路径。通过实际测试，该系统运行稳定，轨迹定位精度满足工程要求。［关键词］自航模；轨迹；跟踪系统；伺服务器；图像处理［中图分类号］U666.1［文献标志码］A［文章编号］1001-9855（2016）04-0074-04Onautomatictrackingsystemofmotiontrajectoryforself-propelledshipmodelMAORu-quan(TheNavalDeputyofNavalShipDesignandResearchRoominshanghaiDistrict,Shan

3、ghai200011,China)Abstract:Asetofservo-controlledsinglecameraautomatictrackingsystemisdevelopedthroughthestudyofthemotioncharacteristicsofaself-propelledshipmodel.Theautomatictrackingsystemconsistsofthehorizontalrotationservo,theverticalrotationservoandtheindustria

4、lcamerainstalledontheservosystem.Theimagesarecollectedandprocessedtoformaclosedloopwiththeservosystem.Whentheimagingoftheshipmodelreachesthepicturecentring,theanglesofthehorizontalandverticalservosystemarecollectedtocalculatethecurrentmodelcoordinates.Themotiontra

5、jectoryisthendrawnbylinkingtotheformercoordinatepoint.Thissystemrunsstablythroughthepracticaltest,anditstrajectorypositioningprecisioncanmeettheengineeringrequirements.Keywords:self-propelledshipmodel;trajectory;trackingsystem;servo;pictureprocessing引言或电气记录望远镜的调节过

6、程参数，进而推算出自航模。此法优点是结构简单、造价低廉。但由于是在自航模试验中，自航模运动轨迹的准确获依靠人的感官来判断和操纵，人从视觉获取到大脑取对验证自航模的操纵性至关重要。传统方法是人判断，然后再操纵跟踪设备，延时约1~2s，会产工光学跟踪，即人工操纵望远镜，在自航模航行过生精度、实时性、可靠性等多方面的问题。程中，使自航模始终位于望远镜的中心，通过机械近年来，随着机器视觉的发展，利用图像识［收稿日期］2016-02-23；［修回日期］2016-05-04［作者简介］冒如权（1979-），男，工程师，研究方向：船舶电

7、气自动化。74船舶电气与通信第4期总第161期别技术的自航运行轨迹跟踪系统也常被应用。该时返回目前的准确角度，其作用是带动相机左右系统采用多台摄像机覆盖试验区域，对实验的过转动。程实时录像，并且通过图像识别技术识别各个时垂直旋转伺服系统是在伺服电机驱动下的一刻船模的位置，然后对其位置进行坐标计算，最个旋转平台，可以在垂直方向120°旋转，并可以后对各个坐标位置按先后顺序进行连接，从而绘实时返回目前的准确角度，其作用是带动相机上下制出自航模运行轨迹。这种方法由于采用高分辨转动。工业相机负责捕获自航模的图像采集系统。率摄像机进

8、行图像采集，所以实时性好、精度高，1.2系统工作原理整个处理过程不会超过0.1s，定位精度可以达到毫米级，能够完全满足自航模试验需求。不过该系统工作原理见图2。如图2（a）所示，相机系统需要部署大量的视觉设备和计算设备，不仅安装在岸基，其高度为h。系统自动调节相机，让［1-3］复杂且造价高。船模成像处于