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协方差矩阵在目标二维姿态测量中的应用

纪华  王大伟  赵建  韩广良  王延杰  
【摘要】:针对现有姿态测量方法计算量大的问题,提出了一种新的基于协方差矩阵的目标二维姿态测量方法。首先,将图像二值化,提取出目标的重心坐标;其次,计算出目标所在区域的协方差矩阵,并进行正交分解,得到由协方差矩阵定义的椭圆区域的方程;最后,求出椭圆的两个轴的大小和方向。对256 pixel×256 pixel的飞机图片分别用对数极坐标算法和本文算法进行了仿真实验。实验结果表明,本文方法得到的旋转角度可以精确到±1°以内,缩放比例可以精确到±2%以内,两者均优于对数极坐标方法所得的结果,且计算时间仅为对数极坐标的1/16。因此,本文算法可以快速准确地计算出目标的旋转角度和缩放比例,且能够满足工程中实时处理的需求。

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