面阵CCD航空相机斜视图像的几何校正

为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正。由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地面的姿态角,建立了更符合该类相机工作状态的六姿态角投影校正模型,推导出同一地物在畸变图像和标准图像上的像素坐标变换关系,采用双线性插值算法对坐标变换后的像素灰度值进行重采样,对航空图像进行自动校正。最后,对某机场的航拍图像进行校正实验,并与基于地面控制点的多项式校正方法以及基于畸变图像和参考图像配准的校正方法进行比较。实验结果表明,六姿态角投影校正模型能够取得比较高的校正精度(可达像素级),当姿态角的测量精度为3′,图像大小为512pixel×512pixel时,图像校正的均方根误差为1.174 7pixel。该方法不需要提供参考图像和野外采集地面控制点数据,便于工程实现,基本满足航空图像处理的稳定可靠、精度高、实时性强等要求。     

宽角航空侦察CCD相机设计

提出了一种新的宽角航空侦察CCD相机的设计方案.由光学转筒和反射镜旋转装置组成相机的基本结构,光学转筒被安装在与航向平行的位置上,反射镜被安装在光学转筒内与航向垂直的位置上.在航空侦察过程中,相机通过旋转光学转筒获取具有一定重叠率的局部图像序列,并分别由光学转筒和反射镜旋转装置补偿由滚动和俯仰姿态扰动产生的像移,提高单幅图像的质量.与传统的航空侦察相机相比,采用这种方案的相机具有体积小、视场宽、分辨率高和重叠率可调等优点,并且无需额外的姿态扰动像移补偿装置.最后,利用某次飞行测试中的三航道图像来验证方案的可行性.结果表明,该方案可以满足航空侦察大视场、高分辨的要求.     

一种图像校正的偏振光罗盘系统的研究

导航传感器在探险、应急、精确制导武器、船舶、航空器导航和定位系统中起着关键作用。针对偏振光罗盘在倾斜状态下误差较大的问题,提出了一种利用加速度计和陀螺仪对偏振光罗盘进行图像校正的方法,设计了一种基于陀螺仪校正的偏振光罗盘系统。首先利用加速度计和陀螺仪计算得到载体姿态角,对偏振光图像数据进行图像校正,采用Stokes矢量法解算大气偏振模式分布,进而提取导航特征点,最后对特征点进行拟合解算出航向角信息。并且进行了静态和动态测试实验,实验结果表明,该算法能够有效的对偏振光罗盘姿态变化引起的误差进行补偿,可以将偏振光罗盘的航向角测量误差控制在1.86°之内,平均误差为0.09°。     

直升机用球形指示器功率放大电路

利用模拟集成电路技术，研制出某型直升机球形指示器随动通道功率放大电路，解决了指示器跟踪速度慢的技术难题，降低了系统的动、静态电流，完成了球形指示器与原机陀螺平台和仿形装置的配套工作，能精确指示飞机的姿态角和航向角。     

飞机飞行参数采集系统

飞机在飞行过程中,其工作参数和飞行状态参数,如发动机的转速、温度、飞机的耗油量、俯仰角度、侧向角、空速、飞行高度和航向等,既是飞行员和地面飞行指挥员随时要掌握的参数,也是保障飞行安全最为重要的数据。但是,这些参数主要由航空仪表指示给飞行员,只能被飞行中的飞行员实时使用,而地面指挥员只有通过无线电通信来获取某些时刻的飞行参数。这不仅需要较长的时间,而且由于频繁地与多架次飞机通信询问,势必分散飞行员的精力。我们设计了一个飞行参数采集遥测系统,它能根据地面指挥监测系统的遥测指令,选择所要测控的目标飞机,自动地完成其飞行参数的采集并将数据实时地传送到地面的任务下面我们对此作一简介。一、系统功能和主要技术指标本系统的功能和主要技术指标如下: 1.由单片机控制完成8个飞行参数的A/D转换(采用12位AD 574)。8个参数是发动机的转速和温度、飞机的耗油量、俯仰角、侧向角、空速、飞行高度和航向。八路A/D转换时间小于500μs。     

焦面帘幕式快门对画幅式航空遥感器成像畸变的影响

针对胶片型画幅式遥感器倾斜成像时产生图像畸变、在航拍后图像处理中景物无法拼接的问题进行了研究。介绍了该遥感器所采用的焦面帘幕式快门的工作原理,分析了遥感器在飞机姿态变化时的像移补偿。由于在曝光过程中的像移补偿误差使地面景物在像面上存在像移、以及焦面帘幕式快门的分时曝光特性,使地面景物变形,导致图像畸变。通过对产生畸变原因进行分析、计算,给出计算图像畸变量的公式,为航拍图像后处理时校正图像畸变提供技术支持。     

毫米波高炮制导系统浅议

高炮制导系统通过对现有装备的信息化改造，在炮弹上加装微型毫米波应答机和航向修正机构。由于弹体旋转，弹上应答机发射的连续波信号被地面接收机接收，变成间断式脉冲信号，其脉冲重频与弹体转速角频率相同，这样即可实时确定炮弹在空中飞行的姿态，使炮弹能在地面制导设备控制下对航向进行修正。该系统在传统的火控系统基础上增加了地面制导系统，采用大功率天线对炮弹飞行轨迹进行覆盖，形成制导信息的上下行链路。     

基于相机内外参数的机载光电平台图像几何校正

传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工具箱对相机进行标定获得相机内参数,采用惯性导航系统提取相机外参数,依据提取的内、外参数对图像的几何畸变进行校正。利用获得的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明,畸变图像得到了很好的还原,各姿态角测量精度为0.05°时,图像校正均方差约为0.996 3像素。研究表明,此方法准确、快速、直观,可移植性及实用性强。     

一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法

图像的几何畸变广泛存在于应用广角镜头的成像系统，畸变的存在尤其不利于基于图像分析的定量分析领域。针对一个基于图像分析的红外角位置测量系统，提出一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法，阐述其畸变参数的标定方法，图像的空间变换和灰度插值方法，基于实时性要求，给出畸变校正的算法步骤，实验表明，此广角成像系统几何畸变数字实时校正方法有效提高了角位置测量系统的测量精度，并具有一定的实时性能。     

合作空间目标双基地ISAR图像畸变分析及校正方法

为了解决双基地逆合成孔径雷达（ISAR）二维图像的畸变问题,以平稳运动的合作空间目标 为研究对象 ,从双基地ISAR回波模型出发,研究了图像的畸变机理并提出了基于畸变角估计的图像畸变 校正方法。基于合作空间目标的精轨信息,算法首先估计出成像期间的双基地角,其次利用 图像畸变角与双基地角的关系对畸变角进行估计,然后利用畸变角计算横向畸变单元数,最 后对二维图像进行反向畸变补偿,完成畸变校正。仿真实验验证了算法的有效性。     

线阵CCD相机镜头畸变标定方法

针对线阵CCD相机标定时镜头会产生畸变的情况,提出来一种利用交比不变的方法,考虑镜头同时存在的径向畸变和离心畸变,对畸变参数进行标定,建立畸变校正函数,并利用Matlab做出镜头畸变曲线,分析了线阵CCD相机镜头仅仅存在径向畸变时对结果的影响和径向畸变与离心畸变都存在时的影响。这种方法应用于相机标定之前,可以有效地消除线阵CCD相机镜头误差对整体标定结果的影响。     

A new approach for nonlinear distortion correction in endoscopicimages based on least squares estimation

Images captured with a typical endoscope show spatial distortion, which necessitates distortion correction for subsequent analysis. In this paper, a new methodology based on least squares estimation is proposed to correct the nonlinear distortion in the endoscopic images. A mathematical model based on polynomial mapping is used to map the images from distorted image space onto the corrected image space. The model parameters include the polynomial coefficients, distortion center, and corrected center. The proposed method utilizes a line search approach of global convergence for the iterative procedure to obtain the optimum expansion coefficients. A new technique to find the distortion center of the image based on curvature criterion is presented. A dual-step approach comprising token matching and integrated neighborhood search is also proposed for accurate extraction of the centers of the dots contained in a rectangular grid, used for the model parameter estimation. The model parameters were verified with different grid patterns. The distortion-correction model is applied to several gastrointestinal images and the results are presented. The proposed technique provides high-speed response and forms a key step toward online camera calibration, which is required for accurate quantitative analysis of the images.     

双目摄像机标定与特征点匹配方法的研究

传统标定方法具有实验环境要求高、结果精确度低、鲁棒性差等显著缺点,为此提出一种基于软件编程的主动视觉标定方法。通过建立摄像机针孔成像线性模型,考虑畸变影响的非线性模型矫正,推导出双目摄像机标定参数,并应用软件编程实现摄相机标定,获得精度高、鲁棒性较好的结果。同时,针对当前已有的图像匹配算法,对图像尺度变化适应性较差等问题,以Harris算子为基础,通过增加图像变换尺度参数,得到具有尺度不变性的改进算法。基于软件编程实现特征点坐标提取与匹配,结果显示改进后算法耗时变短、计算结果精度和鲁棒性均有所提高,为深入研究双目摄像机障碍物识别与路径规划奠定了基础。     

Correcting Image Distortion for Adaptive Cruise Control

One of the main drivers for intelligent transportation systems is safety. Adaptive cruise control, as a common solution for traffic safety, has extended from radars to cameras. Due to high mobility of vehicles and unevenness of roads, the picture quality of cameras has been great challenges for camera-based adaptive cruise control. In this paper, an image distortion correction algorithm is addressed. Our method is based on optical flow technology which is normally applied in motion estimation and video compression research. We are the first to attempt to adapt it in image distortion correction. Two optical flow approaches, the Lucas-Kanade method and the Horn-Schunck method, are selected and compared. The procedure of image distortion correction using the optical flow method has been tested by both synthetic test images and camera images. The experimental results show that the Lucas-Kanade method is more suitable in the correction of image distortion.     

Edge-based 3-D camera motion estimation with application to videocoding

Two classes of algorithms for modeling camera motion in video sequences captured by a camera are proposed. The first class can be applied when there is no camera translation and the motion of the camera can be adequately modeled by zoom, pan, and rotation parameters. The second class is more general in that it can be applied when the camera is undergoing a translation motion, as well as a rotation and zoom and pan. This class uses seven parameters to describe the motion of the camera and requires the depth map to be known at the receiver. The salient feature of both algorithms is that the camera motion is estimated using binary matching of the edges in successive frames. The rate distortion characteristics of the algorithms are compared with that of the block matching algorithm and show that the former provide performance characteristics similar to those of the latter with reduced computational complexity.     

空间碎片多光谱探测相机光学系统设计

为了实现对空间碎片探测,提出了一种空间碎片多光谱探测相机光学系统,由可见光相机、长波红外相机、中波红外相机光学系统组成,三个相机共用主、次镜,在三路相机光学系统中同时加入校正组件平衡校正像差,可见光相机焦距为1000mm,视场为1.2,长波红外相机焦距为-250mm,视场为2.75,中波红外相机焦距为-500mm,视场为1.38,考虑了温度对相机像质的影响,采用热膨胀性系数小的材料作为反射镜基底,分析了三个相机光学系统在空间环境下（205℃）温度环境下的像质变化,设计结果能满足使用要求。     

基于激光线阵的线阵相机在线畸变标定和校正

为了提高线阵相机畸变标定和校正的实时性和便捷性,研究并提出了一种基于激光线阵的线阵相机在线畸变标定和校正的方法。以一组相对间隔已知的激光线阵作为基准,根据其相对间隔的变化而实现相机的在线标定和校正,而无需已知相机和成像物体的相对位置,也无需其他设备,操作简单。该方法适用于成像过程中物距不变的情况。经实验证明,当激光线阵中激光线数量为41,且物距为0.25 m时,校正后影像点的位置偏差均方根为0.5685 pixel。     

基于卷积神经网络的胸环靶面畸变校正算法

实弹射击是部队的基础军事训练项目。现有报靶系统中基于计算机视觉的弹孔识别定位系统由于具有快速、精确、安全、人员成本低等优点而被广泛应用到该项目中。然而,计算机视觉系统处理的图像通常受镜头加工工艺以及相机轴向与被测对象所在平面不垂直的影响,导致被测对象的图像产生畸变,最终会给弹孔坐标位置的精准定位带来误差。为了提高基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度,提出一种基于卷积神经网络的畸变校正算法,只需一张胸环靶面的模板图像即可模拟出大量训练数据集。训练完成后,输入一张畸变图片就可以得到该图片的畸变参数,并利用该参数完成对图像的畸变校正。与传统校正算法的对比结果表明,该算法校正效果较好,有利于提升基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度。     

60°二维指向镜的面阵相机几何模型标定方法

三轴稳定静止轨道面阵相机需要对一定视场内的目标进行搜索和跟踪,常采用二维指向镜与面阵探测器结合的"凝视"成像的技术方案。但是具有二维指向镜的面阵相机像面存在畸变和像旋等问题,影响目标跟踪定位精度。对60°二维指向镜的面阵相机进行了畸变校正和像旋校正,提出基于内外方位元素结合的几何模型实验室标定方法。通过对指向镜法线、南北轴、东西轴的共计13个误差项进行解算优化,平均误差为0.74像元,满足实际使用需求。