图书分类号TP391 密级非密
UDC注 1__________________________________________________________________
于明
指导教师（姓名、职称）韩焱（教授）
申请学位级别工学硕士
专业名称信号与信息处理
论文提交日期2014 年 5 月20 日
论文答辩日期2014 年 5 月22 日合成氨论文
学位授予日期年月日
论文评阅人
答辩委员会主席
2014 年5 月23日
原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：
混凝土结构设计规范2010关于学位论文使用权的说明
本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。 谭功炎
签名：日期：
导师签名：日期：
惯性与图像传感器复合的测量系统设计
摘要
复合传感器序列图像测量技术是以机器视觉为基础，利用摄像机光轴空间交会原理，将目标的二维图像信息转换到三维立体空间的非接触测量技术。本文针对动态成像测量问题，设计了一种基于内触发同步的惯性与图像传感器复合的测量系统。本系统通过复合传感器同步获取摄像机的姿态、运动参数和图像序列信息，经过计算机解算，实现动态情况下的图像测量。
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本文在研究分析了国内外相关图像测量系统与技术的基础上，根据动态图像测量的特点，设计了一种惯性测量组合与图像传感器复合的测量系统。针对惯性测量组合与单目摄像机同步采集的问题，提出了一种复合传感器信息同步获取方法。本系统以MSP430f169微处理芯片为核心，控制惯性测量组合的数据采集、存储和图像的同步记录。利用视频的奇/偶场同步脉冲信号，作为微处理器的中断信号和惯性测量组合的数据同步记录信号，将惯性数据及其对应的图像帧序号实时存储于U盘中，实现了在摄像机连续无规则运动拍摄的状况下，实时获取摄像机的位置姿态信息。
基于本文设计的系统，研究了利用双目视觉原理实现对目标特征点进行空间定位的方法。应用梯形积分法与四元数法求解摄像机的运动参数，结合摄像机的工作参数与图像像素坐标，实现了对静态目标的几何参数测量，并对测量误差进行了分析。
针对动态目标运动参数的测量，本文基于CamShift的动态目标跟踪算法，设计了基于VC++6.0与OpenCV的软件系统，提取出待测目标的像素坐标。应用双目视觉定位原理，对动态飞行目标的跟踪定位及飞行速度的测量方法进行了研究和试验。
关键词：惯性测量组合，图像测量，复合传感器，动态图像，目标跟踪
Design of Image Measuring System
Based on Inertial and Image Composite Sensor
902008
Abstract
Composite sensor image sequence measurement technology is based on machine vision, which use the principle of the camera optical axis of the space rendezvous, converting the two-dimensional image information of the target to three-dimensional non-contact measurement technology space. In this paper, for the dynamic imaging measurement problem, designing an internal trigger synchroniza
tion composite image sensor measurement system, to get the camera gesture, motion parameters and image sequence information, through the computer solver to realize the image measurement under dynamic situations. Based on the analysis of the domestic and foreign image measurement systems and technology, according to the characteristics of dynamic image measurement, designed an inertial measurement and image sensor composite measurement system. For questions IMU and monocular camera synchronous acquisition, proposed a composite sync sensor information acquisition method. This system use MSP430f169 micro-processing chip as the core, controlling inertial measurement data acquisition, storage, and images recorded simultaneously.
Using video odd/even sync pulse signal as an interrupt signal and data inertial measurement unit microprocessor simultaneously recorded signal, stored the inertial data and the corresponding number of image frames in the U disk in real time, to achieve the camera real-time position and attitude information under camera continuous random motion capture.
Based on this system, achieving the feature points spatial localization by the principle of binocular vision. Application trapezoidal integration method to solve the quaternion motion parameters of the camera, combined with the camera operating parameters and image pixel
coordinates to realize the static measurement of the geometric parameters of the target, and analyzed the measurement error.
德鲁兹人For dynamic target parameters Measurement, designed a software systems based on VC++6.0 and OpenCV to extract pixel coordinates Based on CamShift dynamic target tracking algorithm. Application binocular vision, researching and testing the dynamic targets the tracking and flying speed measurement.
Keywords: inertial measurement unit, image measurement, composite sensor, dynamic image, target tracking
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