题目：光学自动跟踪转台系统的研究

目标自动跟踪系统是图像处理技术应用的一个重要方面。此系统的关键在于完整地分割目标、合理地提取目标特征，以及准确地识别目标。在保证正确跟踪目标的同时，还要考虑到系统的实时性。本课题基于中国航空某研究所飞机弹射座椅跟踪系统的要求，设计了一套实验用自动跟踪目标的系统，能够在简单背景下跟踪运动目标，为全自动飞机弹射座椅跟踪系统的研制打下基础。文中首先介绍了图像处理技术和目标自动跟踪技术的发展现状，讨论了目前目标自动跟踪技术的主要方法。根据系统要求，提出了一套基于图像的目标自动跟踪系统方案，论述了系统的主要组成模块，并加以实现。在图像预处理系统中，使用图像采集卡采集图像，选定YUV颜色空间作为系统颜色模型。引入了“波门”这一概念，使用了固定大小的波门，使图像处理的范围大大缩小，减少了图像处理时间，提高了系统的实时性。引入小波函数，论述了小波函数在图像滤波中的应用，使用Db2小波函数对目标图像进行滤波，取得了较好的效果。在图像处理系统中，采用基于阈值的分割方法对目标图像进行分割，采用基于连通域的方法对分割后的像素进行合并，提取运动目标的位置信息。采用基于轨迹拟合的方法对目标位置进行预测，提高了跟踪精度。建立了图像坐标与转台位置的对应关系。设计了基于直流电机的转台控制系统，采用PID算法对电机进行控制，设计了相应的硬件电路。采用CCD摄像头、转台、PC机建立了实验装置，确定算法中的参数，并在简单场景下验证了图像识别的有效性和视觉跟踪的可行性，从而实现了转台对运动目标的自动跟踪。