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原文传递船载稳像系统的设计与实现

论文题名：	船载稳像系统的设计与实现
关键词：	船载稳像;惯性传感器;卡尔曼滤波;微处理器;视频监控
摘要：	现今视频监控技术快速发展，视频监控系统除了在银行、商场、公安等一些传统应用场景保持着持续发展的趋势以外，移动载具（机载、车载、船载等）上的安防需求也呈现了强烈增长的趋势。由于移动载体会颠簸晃动，因此需要将摄像机安装在特定的稳像系统中以保证摄像机视轴的稳定性。常用的稳像技术有云台稳像、光学稳像以及电子稳像。采用以上三种或两种稳像方案的组合稳像技术也是稳像领域中的研究热点之一。　　本文组合使用云台稳像以及电子稳像技术的技术方案，实现了组合船载稳像系统，论文主要工作和取得的成果如下：　　（1）分析了船载稳像系统的功能，介绍稳像技术、惯性传感器的相关技术特点以及电子稳像技术的实现基本流程。　　（2）设计实现船载稳像的云台稳像模块需要的硬件系统，包括微处理器、多个串行接口、惯性传感器以及电源模块。　　（3）针对稳像云台的结构，设计云台稳像模块的总体控制架构。构建并仿真实现基于加速度计与陀螺仪的卡尔曼滤波模型。提出一种优化的PID算法作为系统的反馈控制器，并提出限制最大加速度的方案抑制步进电机失步问题，实现了云台稳像的整体模块。　　（4）分析了基于块匹配的电子稳像方案的特点与原理。实现了基于SAD匹配准则以及全搜索策略的运动矢量估计方法。提出一种以保证稳定性为前提的补全图像的方案，并将PSNR以及差值图像作为评价稳定度的标准。　　（5）讨论本文采用开发平台的特点。在云台稳像模块中应用实现了卡尔曼滤波、PID反馈控制，列举分析了云台稳像的性能参数。详细叙述了电子稳像模块的处理流程，为各模块配置合适的参数，根据实验结果分析电子稳像的各项指标。最后对全文进行总结，并提出展望。
作者：	赖宏焕
专业：	控制工程
导师：	董辉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江工业大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文