瞄準(zhǔn)器的眼跟蹤算法研究
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Hough變換是在圖像處理中從圖像中識(shí)別幾何形狀的基本方法。Hough變換的基本原理利用點(diǎn)與線的對(duì)偶性，將原始圖像空間給定的曲線通過(guò)曲線表達(dá)形式變?yōu)閰?shù)空間的一點(diǎn)。這樣就把原始圖像中給定曲線的檢測(cè)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為尋找參數(shù)空間中的峰值問(wèn)題，即把檢測(cè)整體特性轉(zhuǎn)化為檢測(cè)局部特性，比如直線、橢圓、圓、弧線等。
Hough變換的編程思想：以已知量r、△r分別為半徑、圓環(huán)的寬度，圖像像素值為255、坐標(biāo)為(xo,yo)的點(diǎn)為圓心，建立一個(gè)圓模板；將符合(a-x0)2+(b―y0)2一r2△r2的所有點(diǎn)(a，b)的坐標(biāo)計(jì)入模板數(shù)組，然后將圓心移動(dòng)至下一個(gè)符合像素值為255的點(diǎn)(x1,y1)，同時(shí)將上述圓模板按照同圓心的行列變換移動(dòng)，再次將符合(a-x1)2+(b-y1)2一r2△r2的所有點(diǎn)(a，b)的坐標(biāo)計(jì)入模板數(shù)組。依此類推，檢測(cè)完圖像中所有符合要求的圓心，統(tǒng)計(jì)計(jì)入模板數(shù)組次數(shù)最多的坐標(biāo)，那么該坐標(biāo)就為所求參數(shù)坐標(biāo)(a，b)，即為固定半徑下的圓心坐標(biāo)。
3．4 瞳孔中心坐標(biāo)確定
根據(jù)半徑取值范圍，進(jìn)行多次Hough變換檢測(cè)圓心，得到一個(gè)圓心集合，該集合中選取其對(duì)應(yīng)頻率最大的目標(biāo)，即為真正的瞳孔中心。
3．5 眼球移動(dòng)角度
圖1所示的S’坐標(biāo)即為瞳孔中心坐標(biāo)，其投影SN’=S’N，S’M=ON=M’N’可得：本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/188638.htm
從而求得α，β∈(0~π/2)，再根據(jù)瞳孔中心與正視時(shí)瞳孔中心位置，可得俯仰角和方位角。
3．6 算法實(shí)現(xiàn)
圖像處理算法程序采用Visttal C++6．0，最后將圖像處理程序封裝在一個(gè)COM組件中，從而完成后臺(tái)圖像處理，并將所得的數(shù)據(jù)通過(guò)接口傳遞給前臺(tái)界面，實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件的系統(tǒng)測(cè)試。其程序流程如圖4所示。
4 結(jié)語(yǔ)
目前現(xiàn)有的頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，對(duì)目標(biāo)瞄準(zhǔn)線方向的測(cè)量都是對(duì)駕駛員頭部位置空間的測(cè)量，但采用頭盔測(cè)量方式的頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，空中格斗時(shí)在高過(guò)載下，飛行員有時(shí)不可能轉(zhuǎn)動(dòng)頭部，卻可以用其眼睛一直跟蹤，這就是眼跟蹤的優(yōu)勢(shì)。研究表明，頭盔跟蹤期間，眼球運(yùn)動(dòng)超過(guò)頭部運(yùn)動(dòng)，在多目標(biāo)搜索的情況下，眼位置和頭部位置保持一定角偏離，眼跟蹤具有巨大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。眼跟蹤和頭跟蹤的擬合使用，使瞄準(zhǔn)更迅速，更精確，更自由。因此，該技術(shù)將大大提高空軍的戰(zhàn)斗力和反應(yīng)速度。
評(píng)論