基于无人机系统制作大比例尺正射影像

与其它移动测图平台相比,无人机系统具有机动、灵活、低成本等特点,因此非常适合应用于大比例尺航空摄影测量.与专业的量测相机相比,非量测数码相机的价格相对低廉、体积小、重量轻,尤其适于作为小型的无人机系统的影像获取设备.本文介绍了一个以数码相机作为影像获取设备的无人机系统;给出了数码相机的标定和畸变分析过程;并提出了基于相对定向、三视张量、自由网平差方法逐步剔除粗差的自动空中三角测量过程.最后的实验表明,以无人机系统获取的低空数码影像生产的正射影象可以达到 1:2000 的精度指标.     

一种高精度测角装置的设计及研究

为了解决大跨径、重载、高精度相控阵天线座的高精度角度测量问题,针对轮轨转台影响测角精度的各项误差项进行分析,设计了一套组合机构来消减主要误差,减少对角度测量精度的影响。该机构满足了大转台复杂转动中心的设计要求,同时,保证了测量的高精度。为验证组合机构的应用效果,专门设计了一套试验装置,试验装置采用圆光栅作为测角元件,通过试验测试验证,整个装置达到了3''的测角精度。     

圆光栅测角传感器在线自校准系统研制与实验

为了解决测角系统在实际应用中的在线校准问题,设计了一种圆光栅测角传感器在线自校准系统。基于圆封闭原则和傅里叶级数的性质,建立了测量值与单读数头误差之间的关系,实现单读数头自校准。该自校准系统由读数头、玻璃圆光栅、单轴转台和多通道采集控制系统组成。实验结果表明,测角传感器自校准系统的单读数头测量精度为5.90,接近于借助外部参考标准的谐波补偿方法后的精度,系统测量重复性小于0.76。自校准测量系统可实现圆光栅测角传感器在线校准的同时,满足了精密测量领域对精度和可靠性的要求。     

交会对接微波雷达高精度测角算法

交会对接微波雷达需要完成100 km至20 m距离范围内、(±60°)×(±60°)宽视场范围内的角度测量,且测角精度要求在0.05°以内.针对兼具远近距离和宽视场测角需求,本文提出一种十形干涉仪几何对消测角算法.针对远距离测角精度无法满足精度要求的问题,采用基于当前统计模型的自适应Kalman滤波算法来提高测角精度....     

高分七号星载激光测高仪在轨几何检校与精度评估

高分七号卫星（GaoFen-7, GF-7）搭载了我国首台正式用于对地观测的星载激光测高仪,其测高精度备受国内外关注。文中系统性介绍了基于地形匹配、单片足印影像以及地面探测器阵列的3种检校方法,并利用同一地区GF-7星载激光数据,分别进行不同检校试验与验证,对比和分析3种不同检校试验后GF-7星载激光测高仪的高程测量精度。结果表明,基于地面探测器阵列的检校方法精度最高。以高精度机载LiDAR点云作为地面验证数据,GF-7星载激光测高仪经检校后波束1精度达到0.177 m,波束2为0.157 m;受限于检校所用的参考数据精度不足,其他2种检校方法精度相对较低,测高精度达到0.8 m。     

基于地面人工标志的卫星在轨几何定标方法研究

高分辨遥感卫星影像像点量测精度对卫星在轨几何检校具有重要意义。为了提高“资源三号”卫星影像像点量测精度,设计了四种可移动式高低反射率地面人工标志。利用在轨试验验证和多种像点量测方法,确定了方形十字对顶角标志能够兼顾到标志的最小尺寸与最佳图案的设计要求。该标志具有良好的光学特性和理化特性,对野外环境有很强的适应性。在轨试验结果表明,这种标志可以应用于当前高分辨、三线阵相机影像的像点量测,满足“资源三号”卫星在轨几何检校对预定的0.15像素量测精度的要求。     

相控阵跟踪系统测角与角度跟踪算法

针对高速运动平台与中继卫星之间稳定的双向信息传输需求,开展弹载平台二维有源相控阵卫星自跟踪技术的研究,完成二维相控阵天线跟踪系统方案的设计,为弹载中继终端大规模二维有源相控阵的研制奠定基础。首先给出相控阵跟踪系统方案并对相控阵自跟踪系统的关键技术进行了分析:角度搜索/捕获,角度测量,角度跟踪;随后对相控阵卫星跟踪系统的测角方法和角度跟踪滤波算法进行研究,分析了具体原理并对测角精度和跟踪精度进行了仿真研究。     

相控阵卫星跟踪系统角度测量研究

运动平台相控阵卫星跟踪系统是一种高速运动目标实时跟踪系统,测角算法为系统的关键技术之一。结合相控阵卫星跟踪系统方案,重点研究了适用于相控阵卫星跟踪系统的测角算法,在单脉冲测角理论的基础上进行研究和改进,提出了一种基于子阵划分的互相关角度测量方法。该方法能有效地提高输出信号信噪比,并具有运算量小、测角精度高、适宜工程实现等特点,较好地解决了卫星跟踪系统中角度测量的工程需求问题。数值仿真分析了影响测角精度的若干因素,验证了算法的有效性。最后给出了保障测角精度的措施。     

浅谈无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景

随着社会的进步,科学技术水平的提高,科学家们研究出了无人机低空摄影测量技术,无人机具有操作灵活、相片清晰度高、免去了繁琐的航飞报备审批流程、图比例尺大、小面积测量成本低廉等优点,而且还能够弥补普通航空摄影和卫星遥感测量的不足。为了满足大比例尺的基础地理空间数据在城市信息化建设中的需求,保证有效的提供城市建设所需要的测量数据,无人机拍摄的影像数据源具有清晰度高、分辨率高的特点,被广泛的运用在各领域,如：精度较高的DEM测量、大比例尺的影像地图生产、大比例尺DLG生产、正射影像图制作、三维倾斜摄影测量真三维数字建模等。本文围绕城市测绘保障中运用无人机低空摄影测量的发展前景进行阐述。     

新型机载光电平台内部载荷相对姿态测量方法

针对新型无人机载光电平台内部载荷的安装特点及三轴万向节支撑结构,提出了一种使用高精度距离传感器进行平台内部载荷相对姿态的测量方法。首先,利用偏心旋转的基本原理建立了偏心测角的数学模型,导出了利用偏心法进行小角度测量时角度与距离变化的近线性关系;然后,结合机载光电平台内部载荷相对外框架运动的特点,通过巧妙的偏心结构设计建立载荷沿方位与俯仰方向上相对姿态测量方案;利用双偏心球面及多传感器组合有效地消除了系统径跳等误差对测量精度的影响;最后,使用高精度传感器与本文的测量方法对测量方案进行了验证。理论分析与实验结果表明,本文测量方法简单可行,测量精度优于15″,测量带宽达1.24kHz,完全满足某新型机载光电平台载荷内姿态的测量要求。具有很好的应用价值。     

摄像机空中轨道拍摄控制系统设计

根据摄像机在空中轨道的拍摄需求,设计了一种由伺服电机驱动摄像机实现俯仰摇移运动功能的控制系统。所设计控制系统的硬件包括伺服电机、无线数传模块和控制摇杆等相关设备,控制平台由基于LabVIEW2012开发的软件系统实现。通过仿真和实验证明,该控制系统具有定位准确、响应迅速、操作简单等特点,为实现摄像机在空中轨道的稳定拍摄提供了可靠保证。     

航空相机与载机交联技术的实现方法

航空相机是获取地面目标信息的主要技术手段,随着数字技术及计算机技术的发展,航空相机也逐渐摆脱手动操控模式,而通过同载机平台交联的方式完成各项工作任务.分析了总线交联方式出现的必然性及其优点,以某型航空可见光红外相机为例,阐述了其实现系统交联的总体思路及框图,并以其主控系统为核心,介绍了具体实现方法,该方法工作稳定、可靠,为实现航空相机同载机的交联提供了一种思路.     

飞机着陆道面段运动参数图像测量技术

介绍了利用数字高速摄影机组网测量飞机着陆道面段运动参数的方法.采用凝视测量方法,通过对飞机着陆点位置的统计,正确选取测量区域,合理布设测量站点;并利用多台摄影机联合组网等措施扩展测量范围,解决了由于飞行员难以把握着陆点位置而失去对关键点的测量问题.同时,应用摄影测量原理,通过对摄影机的标校,获得了摄影机的参数;利用图像的数字微分纠正原理,对所摄图像进行修正和重建,得到摄影机的正摄影像,进而利用图像处理方法对起落架机轮及机身测量标志进行基于亚像素的跟踪判读;对判读数据进行处理,得到了飞机着陆道面段的运动轨迹、速度等数据.结合真实飞行试验对测量结果进行了分析,数据结论准确.     

基于嵌入式Linux的无线图像传输在车联网的应用

针对车联网图像传输中图像质量与传输实时性之间存在的矛盾,设计一种无线图像传输系统。该系统以S3C2440微处理器为核心,搭载USB数字高清摄像头和无线网卡为硬件平台,以改进实时性内核的Linux操作系统为软件平台,实现无线图像传输。并通过实验验证了传输实时性与传输质量之间的矛盾关系,并提出解决方案。     

基于ARM9的数字化远程视频监控系统

针对传统视频监控系统的许多不足,设计了一种基于ARM9的数字化远程视频监控系统。该监控系统以ARM9芯片S3C2440为硬件平台,以Linux操作系统为软件开发平台,将USB摄像头采集到的图像数字化后经过JPEG算法压缩,发送给嵌入式WEB服务器,用户通过浏览器即可对远程视频进行实时的监控,系统具有实时性强,结构简单,性能稳定,成本低廉等优点,具有广阔的应用前景。     

基于图像处理的一体化摄像机自动聚焦系统设计

研究一体化摄像机中的自动聚焦控制功能,运用数字图像处理技术来实现自动聚焦。采用加权中值滤波算子作为判断图像清晰度的评价函数,此算法可减小外部噪声对聚焦的干扰,并结合传统摄像构图采用的黄金分割理论来选择聚焦区域,然后利用改进的爬山算法来搜索焦点。在此基础上,运用FPGA开发平台实现该自动聚焦技术。通过实验验证,设计的系统的灵敏度高、稳定性好。     

基于灰度投影的快速电子稳像算法

提出的基于灰度投影的快速电子稳像算法是将两维图像转化为一维投影曲线,然后进行一维相关运算求出运动矢量,因此计算量小速度快,且算法是对灰度图像进行直接处理,处理的信息反映了图像的整体特征并有效地抑制了噪声,因此具有较高的稳像精度.该算法经试验证明具有较好的稳像效果,并已进行了基于FPGA的硬件实现.     

基于LabVIEW的车灯日行灯自动化测试

设计了一种汽车日行灯自动测试系统。该系统主要由工业计算机、高性能数字摄像机硬件平台和LabVIEW软件平台两部分构成。采用摄像机拍摄一张标准日行灯图片作为模板,对待测试的日行灯进行图像采集且与模板比较。由模板定位出测试窗口,然后对各个窗口进行RGB模型分析和HSL模型分析,从而完成对日行灯颜色和明度的检测。此外,系统可同时对多个窗口进行分析,并可实时显示测试画面和测试结果,一次测试时间不超过6 s,且准确度和重复性较好,已在实际中应用。     

双目立体视觉中靶标的设计与识别

在进行实验室自主研制的双目主动立体视觉监测平台的研究过程中,需要预先知道两个摄像机的初始位置,为了完成初始位置的标定,我们设计了特殊的靶标。将靶标均匀设置在圆形导轨内侧,利用数码摄像机作为图像传感器,通过对靶标上的编码标志点进行识别和检测,确定靶标的编号;且利用非编码标志点与编码标志点的相对位置关系,通过角点检测等步骤实现对非编码标志点的识别,进而完成对整个靶标的识别。     

球载观测系统的无线图像传输系统设计

为实现系留气球观测系统轻量化无线图像高速稳定传输,文中采用了ZYNQ+AD9361硬件架构和正交频分复用技术实现无线图像传输系统设计。ZYNQ的FPGA部分实现了与AD9361射频前端的数字接口,与ZYNQ的ARM部分的数据通道,以及基于IEEE 802.11a标准的基带处理器物理层。ARM部分运行Linux操作系统,可在该系统上完成对AD9361配置的应用程序的开发、物理层管理以及与上位机和摄像机的数据交互。无线图像传输系统的引入,实现了空中系留气球观测平台与地面控制中心点对点的无线图像传输,增强了系留气球观测系统目标监测的可靠性。该通信系统结合了软件无线电系统灵活性配置、正交频分复用技术频谱利用率高以及抗多径效应等优点,能够随着系留气球观测系统应用于各种复杂环境中。