基于随机并行梯度下降算法的多级波前校正技术

为提高基于随机并行梯度下降(SPGD)箅法的高分辨率自适应光学(AO)系统的有效校正带宽,提出了分级SPGD波前校正的方法.在每一级SPGD波前校正中,将高分辨率波前校正器的控制单元按位置分成多组.每一组都施加相同的控制电压作为一个控制变量.采用的校正级越高,独立的控制变量的数目也越多.多级SPGD自适应光学系统按从低到商的等级顺序对畸变波前进行校正.以一个具有16×16控制单元的分立活塞式波前校正器为基础建立了基于3级SPGD波前校正的自适应光学系统的数值模型,并针对大气湍流引起的某一帧随机相位屏做了模拟校正实验.结果表明采用分级波前校正后收敛速度提高了23%,此方法确实提高了基于随机并行梯度下降算法的自适应光学系统的有效校正带宽.     

扩展目标幸运成像技术的理论和实验研究

地基望远镜的成像分辨率通常都受到大气湍流的限制,这种限制在对扩展目标进行观测成像时变得尤为显著。幸运成像技术是一种基于目标序列短曝光图像选取、配准、叠加的事后图像处理方法,能够有效降低大气湍流导致的成像闪烁和抖动对图像质量的影响,提高望远镜的成像分辨率。介绍了扩展目标幸运成像技术的基本原理和基本流程,并应用该项技术对近地扩展目标大气湍流成像的实验观测数据进行事后处理。处理结果表明,幸运成像技术能够提高扩展目标通过湍流大气的成像分辨率。     

尺度方向自适应Mean Shift跟踪算法

在分析尺度空间理论和Mean Shift 跟踪算法的基础上,提出了一种尺度方向自适应Mean Shift跟踪算法.根据起始帧图像中目标和背景的差异,分割出目标覆盖区域,并根据尺度空间理论对目标建立最佳描述椭圆.对于后续帧,以上一帧目标的最佳椭圆描述为初始值,根据Mean Shift迭代原理依次更新椭圆参数.实验结果表明,新算法可以有效、稳健地适应目标旋转缩放等复杂运动.     

一种摄像系统定量评定方法

摄像系统的高精度标定和评定是光学精密测量中的一项重要工作。本文首先对摄像系统中的主要误差进行了分析 ;然后利用标定网格板和多项式误差模型实现摄像系统的高精度标定 ,并在此基础上提出了一种摄像系统定量评定的方法。最后通过对多种摄像系统的定量评定验证了该方法的可行性。     

基于匹配测度加权求解基础矩阵的三维重建算法

双视图三维重建中引入了同名特征点的匹配测度,为提高基础矩阵F的精度提供了数据处理指导,将特征点匹配和F解算及三维重建环节连接成一个整体。在分析特征点提取、匹配方法的基础上定义了同名点匹配测度函数。用测度函数作为匹配点的权值对归一化8点求解F的算法进行加权,并使用随机采样一致性(RANSAC)鲁棒算法解决匹配野值问题。根据已知的像机内参数，从基础矩阵中分解相对运动，并用模型的内点进行运动优化，最后三角交会得到三维重建结果。实验结果表明,此算法达到了线性求解F矩阵和三维重建的鲁棒性高精度实现。     

基于生物视觉的地面目标识别与跟踪锁定

图像中待攻击目标的自动识别与跟踪锁定是图像制导的基本任务，也是图像制导技术的难点所在。由于获得图像的角度和位置的不同，同一目标在不同图像中会有较大的变形，如何正确地识别出该目标是至今未能很好解决的问题。相比之下，人和动物在复杂的环境中，几乎在各种角度和位置的情况下，均可以可靠地识别出目标，并能完成对该目标的跟踪锁定。因此生物视觉的工作机理成为了当前学者研究的热点，在继承和发展了当前国际上该领域的最新研究成果的基础上，实现了生物视觉原理下的目标识别与跟踪算法，经过大量真实图像的试验，证明了该算法的鲁棒性。     

从建筑物序列图像恢复三维结构

介绍了一种从包含建筑物的序列图像恢复其三维结构的算法 .首先用基于矩阵分解的方法在相似变换意义下恢复目标的三维结构 ,然后用光束法平差提高三维结构的精度 .仿真试验和实拍图像试验均表明 ,该算法得到了精确、可靠的结果 .该算法能应用于城市建筑物设计、工业检测、虚拟现实等领域     

一种提取单幅散斑干涉条纹图中心线的可靠方法

在光测力学中,如何从单幅散斑干涉条纹图中高精度地自动提取方向信息是一项较困难的工作。为了可靠地提取单幅散斑干涉条纹图的中心线,提出了一种简单可行的方法,该方法先通过平面拟合的方法来得到散斑干涉条纹图的条纹方向;然后在条纹方向上,利用条纹切面的倾斜度来提取散斑干涉条纹图的中心线。实验表明,此方法可靠、实现简单,对高噪声的散斑干涉条纹图非常有效。     

单目变焦摄像机自运动的标定测量法

为了在单目摄像机变焦情况下测量其自运动参数,提出一种单目变焦摄像机自运动的参数标定测量法。在飞行平台着陆过程中,固连其上的单目俯视摄像机对包含已知世界坐标的特征点的静态着陆平面进行连续拍摄,该方法利用单帧图像可解算得到摄像机拍摄当时的等效焦距及其相对于着陆平面的6自由度位置,结合多帧信息即可对摄像机自运动的运动速度进行估计,进而转换为飞行平台的着陆运动参数。实验结果证明该方法可行有效。     

利用机场现有设施的机载单目视觉助降测量方法

为了满足航空器在降落导航中的数据需求,对利用机场现有设施(跑道、信号灯等)的机载单目视觉助降测量方法进行了研究,并推导出了相应的投影关系。当航空器飞行至机场附近时,只要机载单目摄像机能够拍摄到若干现有机场设施且已知这些点线特征的大地坐标,即可在图像上提取相应的点线特征,并依据投影关系测量计算出拍摄时刻航空器的位置和姿态参数。由于不需要人为在机场附近布置测量标志物,极大地提高了方法应用的灵活性。仿真结果证明方法有效可行。