ВВЕДЕНИЕ 3
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КООРДИНАТ
ОБЪЕКТОВ В СИСТЕМАХ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ 4
1.1 Теоретические основы методов оценки координат объектов 4
1.2 Оценка возможностей лазерных систем оценки координат объектов
(дальномеров) 10
1.3 Существующие системы стереозрения и возможности их по оценке
координат объектов 18
2 ВЫБОР СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ КООРДИНАТ
НЕПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ 20
2.1 Существующие типы камер и матриц 20
2.2. Варианты построения системы измерения дальности до объекта. 23
2.3. Исследование зависимостей точности оценки координат объектов от
параметров системы 28
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА 31
3.1 Алгоритм оценки статистических параметров распределения
видеоизображения объекта 31
3.2 Разработка алгоритма идентификации изображения на нескольких
видеоизображениях 33
3.3. Программная реализация алгоритмов 36
4 ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРОГРАММЫ 38
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ
СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ КООРДИНАТ 40
5.1. Планирование работ по исследованию. 40
5.2 Расчет расходов на оплату труда на исследование. 41
5.3 Расчет продолжительности исследования 42
5.4 Расчет стоимости расходных материалов. 43
5.5 Расчет сметы расходов на исследование. 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Системы определения координат широко используются, однако каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Самой точной является лазерная система, но она имеет ряд ограничений. Для получения результата необходимо точное наведение на цель, поэтому данный вариант не подходит для использования на больших расстояниях.
На ряду с лазерными широко применяются оптические системы определения координат. Появилась проблема создания разнесенной базы (создания стереозрения) или многоканальных оптических систем. Более того, существует проблема наличия мощного вычислительного средства и разработка качественного программного обеспечения. Соответственно технические характеристики и параметры системы зависят от целого ряда факторов: расстояние от линзы до матрицы, сдвиг от центра изображения до объекта в пикселях, размер пикселя матрицы ПЗС, расстояние между камерами (база).
Поэтому целью данной ВКР является разработка автоматизированной системы определения координат объекта и исследование зависимости её точностных характеристик от технических параметров системы.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ существующих систем измерения координат в оптическом диапазоне.
2. Обосновать выбор структуры построения и технических характеристик многоканальных оптических систем измерения координат объекта.
3. Разработать алгоритм и программу автоматической оценки координат в многоканальной оптической системе.
4. Провести проверку работоспособности программы.
5. Исследовать показатели точности измерения координат в зависимости от технических характеристик системы.
6. Провести технико-экономическое обоснование построенной системы
В данной выпускной квалификационной работе был проведен анализ существующих систем определения координат объекта. В результате анализа было установлено, что существуют лазерные и оптические системы.
Обоснованы комплектующие и технические характеристики системы.
Была выбрана матрица камеры КМОП в качестве используемой, т.к. она соответствует всем современным стандартам, позволяет получить хорошее качество изображения и своим быстродействием позволяет выполнять поставленную в выпускной квалификационной работе задачу.
Разработана структурная схема и рассчитаны технические параметры системы. В качестве эталонной была использована система с использованием двух камер параллельных камер.
В качестве вычислительного устройства использовался персональный компьютер. Алгоритм был реализован в программной среде MATLAB. Проведена проверка работы данной системы. Система автоматически распознала объект на второй камере, после чего определила положение в объективе второй камеры, и подсчитала расстояние до объекта. Погрешность составила 3,75%, что в пределах нормы.
Проведено технико-экономическое обоснование системы. Стоимость реализации составляет 79170 рублей без учета зарплат.
В дальнейшем алгоритм можно использовать для вычисления координат объекта в системах стереозрения.
Таким образом, совокупность переменных при выполнении задач выпускной квалификационной работы позволили достичь поставленной цели, а именно разработка автоматизированной системы определения координат объекта. Проанализированы существующие параметры многоканальных систем и зависимость точности системы оценки координат от параметров. Разработан алгоритм и проведена программная реализация автоматизированной системы определения координат объекта. Проведена проверка работоспособности алгоритма. Проведено обоснование экономических расчетов автоматизированной системы определения координат объекта.
