头盔随动系统,其核心算法与目前应用于军用战斗机上的头盔瞄准显示器(Helmet mounted sight)类似,区别在于头盔随动系统的应用场景不仅适用于战斗机,而且适用于坦克、装甲车、一般军用汽车等众多应用领域。随着计算机技术特别是机器视觉和图像处理技术的发展,随动头盔系统经历了硬件和算法上的更新换代。本文采用了双目视觉的测量方法,首先分析了几种较为常用的相机标定算法,并结合了张正友棋盘标定法的基本原理,通过“两步法”实现对相机的标定,进而运用反代法验证了标定结果的准确性;在特征提取环节为了增加对目标点提取的精度,本文设置了以颜色和形状同时作为标志的特征提取点。在特征提取时首先通过颜色信息提取所有可能的颜色标记区域,进一步对所提取的颜色标记区域进行形状判断,通过实验对特征提取结果进行了准确性验证;在三维重建步骤中,本文首先对摄像机矩阵进行了计算,接着运用三维点云计算的方法来获取目标特征区域重心的三维空间坐标值;最后利用欧拉角计算公式,通过旋转前后特征点重心的三维坐标变化,计算出头部运动转角,进一步对实验所得转角进行准确性验证和误差分析。综合以上方法,在实验室环境下对随动头盔系统进行模拟测量,实现了预定目标。为头盔随动提供了一套简单可行的测量方法。因实验硬件及算法的限制,本文最终制作的头盔随动系统仅为原理性样机,系统各个方面制作相对粗糙,在今后的研究工作中还有很多任务需要完成。