某型航侦CCD相机姿态扰动像移计算

根据某型推扫式航侦相机的工作原理,利用共线方程,以坐标系旋转代替姿态变化,得出像移与姿态扰动和成像倾角的解析表达式.并在此基础上结合工作参数对成像倾角和姿态扰动共同作用下的像移进行仿真,分析其结果知当成像倾角在0.13 rad范围内变化时,像移与成像倾角无关,与姿态扰动量成线性关系;当成像倾角超过这个范围时,像移与成像倾角之间存在非线性,但整体趋势仍然是随着各扰动量的增加而增加.这为同类相机及像移补偿装置的设计提供理论依据.     

飞机大坡度转弯对航空相机成像的影响

飞机姿态变化是影响航空相机成像质量的关键因素,尤其是飞机进行大坡度转弯将影响航空相机照相分辨率和重叠率。采用公式推理、坐标旋转变换等方法详细分析了飞机大坡度转弯对相机照相分辨率和重叠率的影响,并以摆扫型全景相机为例,给出了飞机大坡度转弯时相机的像移模型,分析结果表明:飞机大坡度转弯过程中相机产生的最大前向像移量接近4个像素,需要进行像移补偿;而垂直飞行方向上的最大像移量小于1/8像元,对成像分辨率影响不大。依据分析结果对像移模型进行了简化,为像移补偿提供了理论依据。针对飞机大坡度转弯对照相重叠率的影响,提出了依据转弯半径和转弯角速率调整曝光时间的方法加以解决。上述分析为摆扫相机在大坡度转弯时获取高质量图像提供了理论依据。     

多场景下基于快速相机标定的柱面图像拼接方法

针对目前利用相机标定参数进行图像拼接的方法存在受场景限制大、标定过程复杂而耗时长的问题,提出一种多场景下基于快速相机标定的柱面图像拼接方法。首先,利用棋盘格标定板角点特征提取精度高的特点,使其分别位于两两邻接图像的重叠视场中,对该图像序列依次进行角点提取、精确化和匹配等预处理,以准确快速求解出待拼接图像间的配准参数;然后利用标定得到的配准参数快速拼接图像,通过柱面投影以保持图像的视觉一致性,并采用多频段融合以保留图像的细节信息;最后,将整个系统搭建在低功耗嵌入式平台,实现可在多场景下完成快速标定及基于标定参数的拼接过程。实验结果表明,该文方法在室内及隧道等场景下可准确快速完成相机标定,图像拼接过程耗时短,同时可保证较高的拼接精度和较好的成像效果,具有较强的鲁棒性。     

实时视场拼接系统的设计与实现

当要求的场景尺寸超出一个光学传感器的范围时,同时取得完整的场景就成为一个难点.针对这一问题,采用多个光学传感器同时对场景进行采集,可以得到几幅互相有一定重叠的场景图像.应用改进的相位相关算法对重叠图像进行快速配准,应用渐入渐出融合算法消除拼缝,实现无缝大视场拼接.并将整套算法在以TMS320DM642为核心处理器的平台上实现,得以构成一个小型化视频拼接系统.实验结果表明,该系统可以自动地对存在一定重叠和旋转的两幅768×494分辨率、25帧/秒的视频图像进行拼接,获得无缝、清晰的大视场视频图像,满足系统实时性的要求.     

钎焊环检测中的图像拼接方法研究

钎焊环检测系统中,采集的图像序列可能具有不完整环或重叠环。通过调整传送带速度和设置固定相机的曝光时间,确定了2幅图像的重叠区域;将图像去噪、灰度化和二值化,得到了具有清晰轮廓的图像;然后结合LSSVM和CA对图像边缘进行了检测,利用互信息法实现了图像配准;最后采用渐入渐出法进行了图像融合,得到了最终的拼接图像。实验表明,这种方法可以快速准确地实现钎焊环图像的拼接。     

图像拼接在印品检测中的应用研究

针对印刷品图像采集过程中单个CCD相机无法满足采集要求的问题,通过采用多CCD相机在同一方向上并列,分割视场,获得了多幅具有一定重叠区域的图像;根据2幅图像间的重叠区域,采用改进的模板匹配算法和优化的融合算法实现了图像的拼接,最终获得了完整的印刷品图像。     

偏流角对TDICCD相机像质的影响分析

为分析TDICCD相机成像过程中偏流角对相机像质的影响,根据卫星轨道方程写出了偏流角随纬度变化的具体形式.基于此分别研究了其在卫星穿航方向和沿航方向引起的像移量和对相机成像质量的影响,并利用极地圆轨道参数详细计算了偏流角引起的像移对像质的影响程度和在MTFdrift＞0.95的情况下调整偏流角的时间间隔.结果表明,偏流角是纬度的函数,由它引起的像移在穿航方向对相机像质的影响较为严重,必须采取补偿措施加以校正.     

航空相机的像移计算及其补偿分析

航空相机拍照时难免会产生像移,要提高成像质量和相机分辨力必须进行像移补偿。推导出前向像移、飞行器俯仰、滚动和偏航产生的像移及其误差计算公式,以美国 KS-146 航空侦察相机为例,计算出前向像移的大小数量级在 10-3,而其它像移量大小则为 10-4数量级,提出在航空垂直拍照时前向像移占主导地位,应作为像移补偿的主要方向,同时提出在航空相机设计中通过缩短曝光时间和提高快门精度等途径来减小像移、增强航摄图像的清晰度。     

光电跟踪系统力矩波动的自抗扰控制

为解决光电跟踪伺服系统受电机力矩波动影响产生的速度波动问题,提出了一种改进的自抗扰控制策略进行力矩波动补偿。该算法主要由两部分组成:通过扩张状态观测器辨识出系统扰动,然后将该扰动前馈到系统控制量中去,构成复合校正系统;反馈通道中采用两参数的比例微分控制器,可以保证系统的稳定性和良好的动态特性。仿真分析和实验结果表明:与同等闭环控制带宽的PI控制器相比,自抗扰控制器可以提高系统对扰动力矩的抑制能力,采用自抗扰补偿时,速度误差的峰值由1.88%降低到0.65%,速度误差的均方根值由0.8%降低到0.2%。实验结果证明提出的方法能够有效降低电机力矩波动的影响,提高速度平稳性。     

基于机器视觉的柱状标签拼接算法研究

目的 针对标签检测中因单目相机视野受限无法获取标签全部有效信息的问题,设计一种基于圆柱体拟合的柱状标签展开算法。方法 首先由相机标定得到的相机外参数拟合出标签圆柱体理想位姿,并确定柱面标签展开图的高度。依据圆柱体在相机视野下的极限位置确定模糊隶属度函数,筛选提取到的柱面标签边缘点。最后根据边缘点的世界坐标确定真实圆柱体的位置,提取单目相机图像中的像素值并且为标签平面展开图中对应点赋值,最终得到柱状标签的平面展开图。如果对拼接质量有着较高的要求,可以采用NCC匹配算法对拼接图像进行调整,以达到更好的效果。结果 该方法可以对多幅柱面标签图像实现快速拼接,最终得到柱面标签的平面展开图,半径30 mm的柱面标签图像拼接速度可达83.8 ms,为标签质量在线检测奠定了基础。结论 该方法能够快速且精确地将柱状产品侧面标签平面展开。