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1、58傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第l2期基于視頻圖像的飛行姿態(tài)檢測(cè)方法研究舒甜，鄭永安(西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院。陜西西安710129)摘要：利用流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)仿生實(shí)驗(yàn)的風(fēng)洞環(huán)境進(jìn)行模擬，以航模飛機(jī)為檢測(cè)對(duì)象，給出了一種基于雙攝像機(jī)的視頻圖像飛行姿態(tài)檢測(cè)方法。利用顏色特征分別提取兩路視頻圖像中的飛行航模目標(biāo)，采用提取直線的方法獲得航模目標(biāo)中的直線參數(shù)，通過(guò)直線參數(shù)的變化分別解算飛行的橫滾角和俯仰角姿態(tài)。與AHRS航姿參考系統(tǒng)MIN—IVA900的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比表明：該方法檢測(cè)結(jié)果的最大偏差小于1。，取得
2、了飛行姿態(tài)檢測(cè)結(jié)果的一致性。關(guān)鍵詞：圖像處理；目標(biāo)提??；姿態(tài)檢測(cè)；直線提取中圖分類號(hào)：TP391．41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2013)12-0058-03ResearchonflightattitudedetectionmethodbasedonvideoimageSHUTian，ZHENGYong·an(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China)Abstract：Useflowfieldexperimentalplatformtosimulatewin
3、dtunnelenvironment．makesamodelaircraftasdetectionobjectandadoptsavideoimage—basedmethodf0rflightattitudedetectionusingtwocameras．Themodelaircrafttargetsinthetwopathvideoimagesareextractedrespectivelybasedonitscolorfeature，thenstraightlineextractionapproachisemployedtoobtainparametersofstraig
4、htlinesinmodelaircrafttarget，androllangleandpitchangleattitudearecalculatedthroughthechangeofparametersofstraightlines．Comparedwithdatasofattitudeandheadingreferencesystem(AHRS)MIN—IVA900，themaximumdeviationofthedetectionmethodislessthan1。，andthatindicatestheconsistencyofflightattitudedetect
5、ionresult．Keywords：imageprocessing；targetextraction；attitudedetection；straightlineextraction0引言子圖像檢測(cè)蜜蜂和蝙蝠的飛行姿態(tài)變化，研究昆蟲(chóng)飛行窄飛行昆蟲(chóng)的姿態(tài)變化是揭示飛行規(guī)律，研究昆蟲(chóng)飛行氣動(dòng)力的來(lái)源?？諝鈩?dòng)力產(chǎn)生機(jī)制的重要依據(jù)。SrygleyRB在《Nature}上昆蟲(chóng)飛行姿態(tài)的變化是由翅膀高頻率拍擊產(chǎn)生，飛行指出飛行姿態(tài)的變化和翅膀的拍擊運(yùn)動(dòng)是昆蟲(chóng)飛行空氣動(dòng)姿態(tài)變化規(guī)律機(jī)理復(fù)雜，對(duì)其姿態(tài)變化的捕捉需要采用高力產(chǎn)生的主要來(lái)源，通過(guò)在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中通人煙氣流，采用高速攝像機(jī)。由于實(shí)驗(yàn)條
6、件的限制，依據(jù)飛機(jī)和昆蟲(chóng)飛行姿速圖像采集設(shè)備獲得蝴蝶飛行產(chǎn)生的煙氣流變化序列圖態(tài)變化之間的相似性，本文利用流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)仿生實(shí)驗(yàn)像，對(duì)序列圖像進(jìn)行分析研究飛行空氣動(dòng)力的產(chǎn)生機(jī)的風(fēng)洞環(huán)境進(jìn)行模擬，以航模飛機(jī)為檢測(cè)對(duì)象，采用雙攝像制?。StevenNF在《Science})上的文獻(xiàn)中以果蠅為研究對(duì)機(jī)對(duì)特殊流場(chǎng)環(huán)境中的飛行姿態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行了初步探象，利用一滴醋引誘果蠅飛行在3個(gè)5000fps高速攝像機(jī)討，并結(jié)合AHRS航姿參考系統(tǒng)MIN—IVA900的輸出數(shù)據(jù)共同的拍攝視野范圍內(nèi)，采用圖像序列中記錄的翅膀和身對(duì)本文中的視頻圖像飛行姿態(tài)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，表明了體姿態(tài)變化研究主動(dòng)飛行動(dòng)作
7、的空氣動(dòng)力產(chǎn)生機(jī)制。。飛行姿態(tài)檢測(cè)規(guī)律的一致性。張廣軍為了測(cè)量飛行蜜蜂的雙翅參數(shù)變化，利用2000fps1系統(tǒng)構(gòu)成的高速攝像機(jī)采集飛行蜜蜂翅膀拍擊運(yùn)動(dòng)的圖像序列，通視頻圖像飛行姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包括視頻圖像采集和視頻過(guò)對(duì)蜜蜂翅膀進(jìn)行三維圖像重建得到蜜蜂的飛行姿態(tài)J。圖像處理兩部分。兩路攝像機(jī)分別采集航模流場(chǎng)環(huán)境飛行此外，HedenstromA和MuijresFT分別采用了數(shù)字粒的正面和側(cè)面視頻圖像。圖像處理單元采用計(jì)算機(jī)Matlab軟收稿日期：2013-04-_25
