基于單目視覺的矩形靶面彈著點測量

王海亮，陳登旭，劉 吉，王 鵬，黃曉慧

（1.中北大學 信息化建設與管理處，山西 太原 030051；2.中北大學 信息與通信工程學院，山西 太原 030051）

引言

彈點位置測量廣泛應用于武器性能參數測試，如射擊精度、密集度試驗，檢驗被試槍彈密度是否滿足戰術指標要求。另外，檢驗彈道一致性也需要測量彈著點分布。傳統彈著點測量是通過人工判讀，精度容易受人為因素和測量工具影響，且時效性低[1-2]。目前的主要方法有線圈靶、光幕靶[3-5]、聲電靶[6]、CCD 光電靶[7-8]等，這些測試手段提高了測量的精度，效率以及自動性。上述方法雖然自動化程度很高，但所需設備復雜，成本比較高，而且測試設備容易受到彈丸的破壞，并且這些測量方法受外界環境影響測量誤差也會增大?；趩文恳曈X技術的彈著點坐標測量方法設備簡單，只需要一臺相機即可，同時精度、效率較高。該方法首先是通過張正友標定法[9]獲得相機的內參，并且利用角點識別技術檢測出圖像中靶面4個角點位置，采用矩形P4P 方法[10-13]解出靶面坐標相對于相機坐標的位姿關系即外參；然后使用圖像處理技術定位圖片中彈著點的坐標；最后利用單目相機成像原理解出靶面彈著點的實際坐標。

1 單目視覺成像原理

1.1 相機成像坐標轉換

相機成像過程涉及到了4個坐標系的轉換，分別是圖像像素坐標坐標系、圖像物理坐標系、相機坐標系、世界坐標系。

相機采集的圖片為數字圖像，在計算機中以數組的形式儲存，數組的每個元素為像素，值為灰度?！?br>