Разработка программно-математического обеспечения корреляционного совмещения изображений с использованием быстрого преобразования Фурье
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Рязанский государственный радиотехнический университет
Пояснительная записка
к квалификационной работе на соискание степени бакалавра
на тему
Разработка программно-математического обеспечения корреляционного совмещения изображений с использованием быстрого преобразования Фурье
Реферат
В данном дипломном проекте выполнена разработка программного стенда, предназначенного для исследования и проведения прямого и обратного преобразований Фурье. Программный стенд обеспечивает возможность выполнения геометрических преобразований изображения, нахождение Фурье-образов изображений.
Результаты будут использоваться в НИР проводимой на кафедре ЭВМ ФГБОУ ВПО РГРТУ.
The abstract
degree project contains development of a program complex, designed for the study and conduct of direct and reverse Fourier transform. The software provides the ability to make image geometric transformation, find the Fourier transformation of images
Results will be used in research and development.
Введение
Системы управления современными летательными аппаратами (ЛА) предназначены для управления сложными многофункциональными объектами, действующими в сложной окружающей обстановке. При этом канал зрительного восприятия является одним из наиболее важных источников информации как в автоматических, так и автоматизированных (человеко-машинных) системах управления. Вследствие этого на передний план всё в большей степени выходят задачи создания систем технического зрения (СТЗ) для различных типов ЛА двойного назначения.
Определение местоположения летательного аппарата (ЛА) - это одна из первостепенных задач современной авионики. Эксплуатация ЛА невозможна без быстродействующей, надежной навигационной системы. Одним из наиболее динамично развивающихся и перспективных направлений в данной области являются корреляционно-экстремальные навигационные системы (КЭНС).
Назначение автономной системы навигации и целеуказания сводится к максимально эффективному обнаружению определённых объектов на местности, их классификации (идентификации) в пределах установленных классов и выдаче соответствующих директив исполнительной системе управления.
Основой работы корреляционно-экстремальных навигационных систем является сравнение изображения совокупности ориентиров (текущего изображения) с эталонным изображением, полученным ранее. Разница в положении этих изображений в принятой системе координат позволяет формировать команды для удержания объекта управления на заданной траектории движения.
В корреляционно-экстремальных системах и алгоритмах важнейшую роль играет программно-математический аппарат нахождения экстремального значения при наибольшем совпадении эталонного и текущего изображения подстилающей поверхности.
1. Технико-экономическое обоснование
Актуальность выбранной темы дипломного проекта обуславливается общими тенденциями широкого развития и внедрения корреляционно экстремальных навигационных систем в современных летательных аппаратах.
В настоящее время КЭНС применяются в качестве систем навигации (наведения) пилотируемых самолетов, дистанционно-пилотируемых летательных аппаратов, ракет. При работе КЭНС происходит сравнение ТИ подстилающей поверхности с ЭИ, хранящимся в бортовой базе данных. На этапе предполетной подготовки в бортовую базу данных помещаются ЭИ той местности, над которой будет происходить полет с учетом возможных отклонений от намеченного курса. Общая схема функционирования системы сравнения ТИ с ЭИ показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Общая схема функционирования системы сравнения ТИ с ЭИ
ТИ представляет собой информацию о внешнем геофизическом поле. В качестве таких полей могут быть использованы следующие виды полей различной физической природы:
оптическое
радиолокационное
радиотепловое
магнитное
Для представления окружающей обстановки на борту ЛА наряду с другими системами могут присутствовать подсистемы технического зрения (СТЗ), такие как:
бортовая радиолокационная станция
телекамера
тепловизионный датчик
лазерный локатор
В автоматизированных системах снижаются и требования к разрешению распознающих алгоритмов. Системе информационной поддержки достаточно привлечь внимание оператора к определённому участку iены, после чего распознавание точного типа объектов и принятие решения о необходимости тех или иных действий осуществит сам оператор. При такой постановке задачи нет необходимости поддерживать сверхподробную базу моделей возможных целей. База моделей может включать лишь общее описание крупных классов целей. В то же время уменьшение подробности выдаваемых оператору подсказок позволяет резко увеличить скорость обработки информации, что ведёт к высвобождению вычислительных ресурсов для решения других задач управления ЛА.
Задача автоматического или автоматизированного обнаружения ориентиров и навигации над местностью является базовой во всём комплексе задач машинного зрения в перспективных ЛА. Указанные задачи могут быть сформулированы следующим образом:
обнаружение объектов и изменений в iене наблюдения;
высокоточные измерения элементов iены;
слежение