基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法技术

本发明专利技术公开了基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，包括以下步骤：步骤一，模拟实验环境；步骤二，开始实验；步骤三，结果分析与改进；所述步骤一中，电视摄影机型号为WCM

【技术实现步骤摘要】
基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法


[0001]本专利技术涉及精度测量改进
，具体为基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法。

技术介绍

[0002]考虑使用最少的附加舰载设备实现无人机在运动舰船上自主/自动着陆的可能性，研究操作员自动工作站信息显示的特性，以及利用舰载电视接收器和激光测距仪控制无人机着陆的特性，给出了一种保证在船体摇荡时引导无人机与运动舰船上着陆装置精确对接的技术方案，即将电视摄像机引入到舰载设备中，并将其刚性地固定在船体上，接下来详细讨论电视摄像机的光轴方向和视场尺寸，电视摄像机连接到舰载无人机控制系统的操作员自动工作站，在能见度较差(特别是夜间)的条件下，为了保证电视摄像机的正常工作，应在无人机的机体前部安装一个光信标，此时光信标的功率应大于100w，以确保机载电视接收器能够在1000米的距离范围内探测到它，机载光信标的光束发散度应控制在20
‑
30
°
的范围内，以确保能够辐射进入电视接收器的视场，舰船与无人机之间的当前距离也可以通过激光测距仪来精确测量，在无人机的机体前需要方安装一个小型的反光装置，此种方案中电视摄像机的能否精准引导无人机十分重要，所以要尽量保证其测量精度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，包括以下步骤：步骤一，模拟实验环境；步骤二，开始实验；步骤三，结果分析与改进；
[0005]其中在上述步骤一中，搭建背景环境实验平台，即将发光二极管安装在黑色硬纸板中心，使用电视摄影机来监控视频图像，然后在平台上建立目标
‑
背景环境模型，即使用A4白纸作为对比目标；
[0006]其中在上述步骤二中，借助于电视摄影机，通过在键盘上输入适当的，命令代码控制电视摄像机在水平和垂直平面上转动；
[0007]其中在上述步骤三中，在目标
‑
背景环境模型上拍摄视频图像，对测试视频图像进行光谱分析，使用滤波器来增加被观察对象的对比度，并使用被观察对象的特征来提高确定其角坐标的精度。
[0008]优选的，所述步骤一中，电视摄影机型号为WCM
‑
101型视频监视器，发光二极管用作模拟无人机着陆装置的光信标，发光二极管的窗口直径为5mm，辐射功率约为0.1W。
[0009]优选的，所述步骤一中，A4白纸上的黑色图形被用作目标
‑
背景环境的对比片段，带有对比图形的A4白纸称为目标
‑
背景环境模型。
[0010]优选的，所述对比图形包括四个黑色实心正方形Sq1、Sq2、Sq3和Sq4，边长分别为
0.5、1.0、5.0和10.0mm；相同的两行由七条竖线组成的条纹L11
‑
L17和L21
‑
L27，宽度分别为0.50、1.00、1.50、2.25、3.00、4.50和6.00mm；两条由24个相同尺寸条纹组成的色带，一条亮度从0到256均匀增加，另一条亮度从0到256均匀减小；剩余为尺寸和线宽已知的其他图形。
[0011]优选的，所述步骤二中，通过改变电视摄影机的镜头焦距，来控制其视场，使电视摄影机对准测量对象。
[0012]优选的，所述步骤三中，滤波器通过测量电视图像上的每个模糊边界的中间点的距离，在确定目标
‑
背景环境的大尺寸对比区域的对比边界之间的角距和线性距离时，将获得最小误差。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术相较于现有的基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，通过选择最佳的光谱范围和超出背景水平的最佳信号强度，可以将对象角宽度的测量误差减小到1个电视频道角分辨率，通过测量电视图像上的每个“模糊”边界中间点的距离，在确定背景
‑
目标环境的大尺寸对比区域的对比边界之间的角距和线性距离时，将获得最小的误差。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的方法流程图；
[0015]图2为本专利技术的实验平台示意图；
[0016]图3为本专利技术的目标
‑
背景环境的模型图；
[0017]图4为本专利技术的发光二极管图像及其片段图；
[0018]图5为本专利技术的R、G和B的接收信号强度变化曲线图；
[0019]图6为本专利技术的红色信号强度与帧图像的y
T
行和z
T
列的关系曲线图；
[0020]图7为本专利技术的对象Sq1和Sq2的画面放大片段图；
[0021]图8为本专利技术的组成颜色R、G和B沿行扫描线的信号强度分布图；
[0022]图9为本专利技术的信号强度沿行扫描线的分布曲线图；
[0023]图10为本专利技术的信号强度沿行扫描线的分布曲线图；
[0024]图11为本专利技术的电视频道信号的强度分布图；
[0025]图12为本专利技术的不同条带对比度的平滑变化图；
[0026]图13为本专利技术的上频带和下频带的信号幅值变化的分析结果图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]请参阅图1
‑
13，本专利技术提供的一种实施例：基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，包括以下步骤：步骤一，模拟实验环境；步骤二，开始实验；步骤三，结果分析与改进；
[0029]其中在上述步骤一中，搭建背景环境实验平台，即将发光二极管安装在黑色硬纸板中心，使用电视摄影机来监控视频图像，然后在平台上建立目标
‑
背景环境模型，即使用
A4白纸作为对比目标，其中，图2中使用了以下符号：L
‑
电视摄像机到屏幕的距离，a
s
、h
s
‑
分别为屏幕在水平和竖直方向上的线性尺寸，对应于电视频道的分辨率I
×
J，Θ
ψ
、
‑
分别为屏幕在水平和竖直方向上的角宽度，a
n
、h
m
‑
所研究图像片段的线性尺寸，z
T
、y
T
‑
所研究图像的像素在水平和垂直方向上的坐标，M表示参考图像片段a
m
xh
m
，P表示研究的像素(z
T
，y
T
)，N表示全屏尺寸a
s
xh
s
mm，Q表示电视摄像机，电视摄影机型号为WCM
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，包括以下步骤：步骤一，模拟实验环境；步骤二，开始实验；步骤三，结果分析与改进；其特征在于：其中在上述步骤一中，搭建背景环境实验平台，即将发光二极管安装在黑色硬纸板中心，使用电视摄影机来监控视频图像，然后在平台上建立目标
‑
背景环境模型，即使用A4白纸作为对比目标；其中在上述步骤二中，借助于电视摄影机，通过在键盘上输入适当的，命令代码控制电视摄像机在水平和垂直平面上转动；其中在上述步骤三中，在目标
‑
背景环境模型上拍摄视频图像，对测试视频图像进行光谱分析，使用滤波器来增加被观察对象的对比度，并使用被观察对象的特征来提高确定其角坐标的精度。2.根据权利要求1所述的基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，其特征在于：所述步骤一中，电视摄影机型号为WCM
‑
101型视频监视器，发光二极管用作模拟无人机着陆装置的光信标，发光二极管的窗口直径为5mm，辐射功率约为0.1W。3.根据权利要求1所述的基于电视频道的对象测量精度和尺寸的评估方法，其特征在于：所述步骤一中，A4白纸上的黑色图形被用作目标
‑
背...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭立国，张新彬，李亮，霍建文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：