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      基于hla的可見光航空相機(jī)rti模型設(shè)計(jì)方法

      文檔序號(hào):6339353閱讀:377來源:國(guó)知局
      專利名稱:基于hla的可見光航空相機(jī)rti模型設(shè)計(jì)方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種可見光航空相機(jī)的計(jì)算機(jī)仿真模型。本方案以飛機(jī)平臺(tái)下的視覺 導(dǎo)航為應(yīng)用背景,在基于KD-RTI環(huán)境的分布式仿真應(yīng)用系統(tǒng)中運(yùn)行。
      背景技術(shù)
      景象匹配導(dǎo)航技術(shù)在飛行器制導(dǎo)定位中具有廣泛的應(yīng)用前景。實(shí)時(shí)圖的仿真生成 是景象匹配中的重要內(nèi)容之一,實(shí)時(shí)圖是當(dāng)飛行器經(jīng)過目標(biāo)區(qū)上空時(shí),由機(jī)載傳感器實(shí)時(shí) 獲取地面的景象特征,由于環(huán)境以及氣象條件的不同,實(shí)時(shí)圖表現(xiàn)出很大的差異。為節(jié)省實(shí) 際飛行中的資金,建立飛機(jī)平臺(tái)下的視覺導(dǎo)航,實(shí)現(xiàn)可見光航空相機(jī)在飛機(jī)平臺(tái)、大氣環(huán)境 以及相機(jī)參數(shù)變化下的成像仿真。研究各種氣象條件和環(huán)境下的飛機(jī)平臺(tái)下的視覺導(dǎo)航實(shí) 時(shí)圖的生成,具有重要的理論意義和國(guó)防應(yīng)用價(jià)值。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明涉及一種可見光航空相機(jī)的計(jì)算機(jī)仿真模型。本方案飛機(jī)平臺(tái)下的視覺導(dǎo) 航為應(yīng)用背景,將大氣環(huán)境、相機(jī)參數(shù)以及飛機(jī)姿態(tài)變化引入到實(shí)時(shí)圖的生成中,提出了本 模型自身的主要工作參數(shù)可設(shè)置,成像結(jié)果能夠正確反映對(duì)這些參數(shù)的依賴關(guān)系。本發(fā)明 方案與傳統(tǒng)方法相比,考慮到多種氣象條件和環(huán)境下的飛機(jī)平臺(tái)參數(shù)下的視覺導(dǎo)航實(shí)時(shí)圖 的生成,具有重要的理論意義和國(guó)防應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明基于HLA的可見光航空相機(jī)RTI模型設(shè)計(jì)方法包括如下步驟第一步,通過所屬的仿真成員查詢其他仿真成員,獲取本模型仿真運(yùn)行所需的輸 入圖像數(shù)據(jù)源、搭載平臺(tái)參數(shù)和相關(guān)大氣環(huán)境參數(shù)。第二步,通過數(shù)字地圖加載模塊加載觀測(cè)區(qū)域高分辨率正射影像圖和數(shù)字高程模 型圖,為成像模擬系統(tǒng)提供圖像數(shù)據(jù)源。第三步,完成相機(jī)焦距、相對(duì)孔徑、視場(chǎng)角等主要工作參數(shù)變化情況下,可見光航 空相機(jī)的成像模擬計(jì)算。反映相機(jī)模型工作參數(shù)變化對(duì)模擬成像結(jié)果的影響。第四步,完成大氣能見度、景物光照度、太陽(yáng)高度角等大氣環(huán)境參數(shù)變化情況下, 可見光航空相機(jī)的成像模擬計(jì)算。反映大氣環(huán)境參數(shù)變化對(duì)模擬成像結(jié)果的影響。第五步,完成搭載平臺(tái)經(jīng)緯度、高度、速度、俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角等參數(shù)變化情 況下,可見光航空相機(jī)的成像模擬計(jì)算。反映搭載平臺(tái)參數(shù)變化對(duì)模擬成像結(jié)果的影響。第六步,將相機(jī)參數(shù)成像模擬、大氣環(huán)境參數(shù)成像模擬和搭載平臺(tái)參數(shù)成像模擬 的模擬結(jié)果進(jìn)行整合,將整合后結(jié)果格式化輸出。


      圖1為可見光航空相機(jī)模型軟件結(jié)構(gòu)圖。圖2為模擬參數(shù)初始化用例圖。圖3為數(shù)字地圖加載用例圖。
      圖4為相機(jī)參數(shù)成像模擬用例圖。圖5為大氣環(huán)境參數(shù)成像模擬用例圖。圖6為多區(qū)域空間關(guān)系約束模型。圖7為模擬圖像輸出用例圖。
      具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步具體的描述。如圖1所示的可見光航空相機(jī)模型軟件結(jié)構(gòu)圖,各部分具體實(shí)施細(xì)節(jié)如下1、模擬參數(shù)初始化獲取相機(jī)參數(shù)(焦距、相對(duì)孔徑、視場(chǎng)角等)、搭載平臺(tái)參數(shù)(經(jīng)緯度、高度、速度、 俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角等)和成像環(huán)境參數(shù)(大氣能見度、景物光照度、太陽(yáng)高度角等參 數(shù)),對(duì)模擬參數(shù)初始化數(shù)據(jù)輸入格式、邊界條件等進(jìn)行約束,并將其傳遞給各個(gè)模擬參數(shù) 的全局變量。2、數(shù)字地圖的加載從模擬參數(shù)初始化模塊獲取參數(shù)表,并可加載觀測(cè)區(qū)域高分辨率正射影像圖和數(shù) 字高程模型圖,讀取正射影像圖的圖像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型的圖像數(shù)據(jù),存儲(chǔ)正射影像圖 的圖像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型的圖像數(shù)據(jù),并調(diào)入緩存,作為相機(jī)仿真模型的公共圖像數(shù)據(jù) 源。3、相機(jī)參數(shù)成像模擬從模擬參數(shù)初始化模塊獲取參數(shù)表,從數(shù)字地圖加載模塊獲取公共圖像數(shù)據(jù)源, 并能對(duì)可見光航空相機(jī)模型參數(shù)(焦距、相對(duì)孔徑、視場(chǎng)角等),通過模擬計(jì)算,讀取相機(jī)焦 距參數(shù)、相對(duì)孔徑、視場(chǎng)角,模擬相機(jī)模型參數(shù)成像,反映出相機(jī)模型參數(shù)變化對(duì)模擬成像 結(jié)果的影響。焦距與成像假設(shè)相機(jī)焦距用f表示,則f = (b/B) □ H其中H為飛行高度,B/H為收容比(地面收容寬度飛行高度),b為像元CXD的寬度。假設(shè)物距用U表示,相距用ν表示,相機(jī)焦距用f表示,則可見光航空相機(jī)成像滿
      足透鏡成像公式
      權(quán)利要求
      1.基于HLA的可見光航空相機(jī)RTI模型設(shè)計(jì)方法,包括以下步驟 A獲取本模型所需相關(guān)參數(shù)根據(jù)已知或設(shè)定的初始信息,以及通過所屬的仿真成員 進(jìn)行查詢其他仿真成員方式,獲取仿真運(yùn)行所需的相機(jī)參數(shù)、圖像數(shù)據(jù)源、搭載平臺(tái)參數(shù)和 相關(guān)大氣環(huán)境參數(shù);B加載數(shù)字地圖在模型中加載觀測(cè)區(qū)域的高分辨率正射影像圖和數(shù)字高程模型圖, 為成像模擬系統(tǒng)提供圖像數(shù)據(jù)源;C進(jìn)行相機(jī)模型工作參數(shù)變化對(duì)模擬成像結(jié)果計(jì)算及其影響分析完成在相機(jī)焦距、 相對(duì)孔徑、視場(chǎng)角等相機(jī)主要模型參數(shù)變化情況下,可見光航空相機(jī)的成像模擬計(jì)算;D進(jìn)行大氣環(huán)境參數(shù)變化對(duì)模擬成像結(jié)果計(jì)算及影響分析完成在大氣能見度、景物 光照度、太陽(yáng)高度角大氣環(huán)境參數(shù)變化情況下,可見光航空相機(jī)的成像模擬計(jì)算;E進(jìn)行搭載平臺(tái)參數(shù)變化對(duì)模擬成像結(jié)果計(jì)算及影響分析完成搭載平臺(tái)經(jīng)緯度、高 度、速度、俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角參數(shù)變化情況下,可見光航空相機(jī)的成像模擬計(jì)算;F結(jié)果整合輸出將相機(jī)參數(shù)成像模擬、大氣環(huán)境參數(shù)成像模擬和搭載平臺(tái)參數(shù)成像 模擬的模擬結(jié)果進(jìn)行整合,將整合后結(jié)果格式化輸出。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種基于HLA的可見光航空相機(jī)RTI模型設(shè)計(jì)方法,技術(shù)特征在于設(shè)置模型的各類工作參數(shù),指定觀測(cè)區(qū)域的輸入影像源,顯示仿真模型的輸出結(jié)果等,并能輸出模擬的成像結(jié)果??蓪?shí)時(shí)接收搭載平臺(tái)模型公布的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù),以及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真成員公布的大氣環(huán)境參數(shù),并能夠在輸出的模擬偵察圖像中實(shí)時(shí)體現(xiàn)這些參數(shù)變化對(duì)成像結(jié)果的影響,能夠反映飛行參數(shù)等參數(shù)變化以及主要大氣環(huán)境參數(shù)對(duì)成像結(jié)果的影響。本發(fā)明方案與傳統(tǒng)方法相比,考慮到多種氣象條件和環(huán)境下的飛機(jī)平臺(tái)參數(shù)下的視覺導(dǎo)航實(shí)時(shí)圖的生成,具有重要的理論意義和國(guó)防應(yīng)用價(jià)值。
      文檔編號(hào)G06F17/50GK102063529SQ201010598688
      公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
      發(fā)明者曲圣杰, 李軍偉, 李耀軍, 梁彥, 潘泉, 禹亮, 趙春暉 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)
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