基于地形轮廓面正交分解的三维地形匹配算法

地形辅助导航(TAN)是提高低空(超低空)无人飞行器(UAV)导航精度的一种有效手段.传统的三维地形匹配算法的可靠性差,无法满足工程需求.激光成像雷达能够获得高精度三维数字地形图,有效提高地形匹配辅助导航系统的适应性.文中根据地形轮廓面的正交分解模型,提出了一种适用于激光成像雷达的新型三维地形匹配算法.该算法通过正交分解构造地形特征矢量,通过矢量匹配和在线置信度分析提高地形匹配的可靠性,并进一步结合激光成像雷达和自然地形的特点设计了相应的优化搜索策略.该算法匹配结果置信度高、稳定性好,具有良好的工程应用前景.     

基于计算集成成像的图像配准算法研究

计算集成成像是目前三维重构与显示领域的主流研究方向,是一种基于透镜阵列来获取和重现目标场景三维的技术,针对集成成像采集的子图特征点匹配问题,传统的图像匹配方法匹配点少、耗费时间长、容易产生局部极值等问题。为了获取更多的匹配点,在原有 SIFT 配准算法基础上进行了适当的改进,实现集成成像稠密的图像配准,较大地缩短了配准时间。     

VR激光成像噪声过滤技术研究

VR激光成像中存在大量随机噪声,为了提高VR激光虚拟成像能力,提出一种VR激光成像噪声过滤方法,对采集的三维小区域物体的特征图像,分块匹配和自适应信息融合,完成虚拟VR激光图像重构处理,结合模板匹配技术,对VR激光虚拟成像的特征匹配和滤波处理,采用多层Gabor小波降噪方法进行激光小区域成像后的图像降噪处理,对降噪滤波后的激光小区域成像输出采用改进的虚拟现实仿真技术实现图像重建,实现噪声过滤。仿真结果表明,该方法去噪分辨率更强,抗干扰性与传统方法对比,迭代60次后,成像信噪比达到最大49. 5 dB,更优于贝叶斯方法的25. 4 dB与主成分分析方法的25. 4 d B。负载开销与时延的对比也较其他两种方法更为经济。     

逆合成孔径三维成像激光雷达研究

三维图像能准确反应目标的物理特征,提高目标识别的性能,但传统的光学三维成像技术受到扫描体制或阵元个数的限制,很难实现对运动目标的实时成像,针对这一问题,提出了一种将逆合成孔径技术、激光信号与干涉技术相结合的逆合成孔径三维成像激光雷达,给出了系统的初步设计方案,分析了成像的基本原理和实现方法,构建了模拟系统,进行了仿真分析,实验结果验证了该雷达系统的可行性和成像中的优势,最后讨论了系统实现过程中还需要解决的关键问题。     

激光三维成像技术及其主要应用

阐述了目前三维成像在其常见应用领域中的研究,主要致力于研究高分辨率三维成像系统。三维激光成像是一项可以应用于探测隐藏目标、地形测绘、构建虚拟环境、城市建模、目标识别等领域中的技术。在区域成像技术中,除了如立体视觉和结构化灯光等更常规的技术,实时三维传感也具有现实可操作性。当前三维激光成像技术已经发展到有能力提供厘米级波长的高分辨率三维成像,这将给许多领域提供方便,包括法律的实施和法医调查。与CCD和红外技术等传统的被动成像系统相比,激光成像技术不仅能提供强度和范围信息,还能穿透植被和窗户等特定情景元素。这意味着激光三维成像系统在目标识别与辨认等方面具备新的潜力。结果表明,激光三维成像系统可以在许多情况下得到应用。     

三维特征点距离特征集合求交匹配算法

对于使用锥束CT分区成像的物体,要得到其完整的三维图像,需要对各分区重建图像进行三维拼接。作为基于特征的三维拼接算法中重要的步骤之一,特征点匹配是要对图像重叠区域中检测到的特征点建立对应关系。针对目前三维SIFT特征匹配算法对于相似特征误匹配率较高的问题,提出基于三维特征点空间关系的三维特征点匹配算法:距离特征集合求交法。该算法使用求取简便的特征点三维距离特征作为特征描述符,避免了扩大特征信息统计范围时巨大的计算消耗问题,然后在匹配过程中设计了距离特征集合求交的相似性度量方法,解决了以往基于空间关系方法中特征矢量各项元素不对应的问题。实验证明:该算法在图像存在大量相似特征的前提下,能够有效提高三维特征点匹配的匹配正确率。     

基于三维激光特征二次匹配的室外景观建模方法

激光扫描建模中通常采用一次匹配技术,但是室外三维景观处于三维环境下,一次匹配会导致大量激光点云数据特征丢失,导致室外景观三维建模效果差。提出基于二次匹配技术的室外景观三维激光建模方法。首先,在三维激光扫描技术中引入SFM方法,以此获取完整的点云数据,选取控制点进行初始配准,通过ICP算法精确配准两种点云数据。为提高点云数据的融合性,针对数据颜色等特征进行二次匹配,实现点云数据融合。最后,使所有点云数据在同一坐标中,将融合过的点云数据进行去噪、滤波和点云拼接等预处理,将数据中的两种曲面进行拟合并导入三维软件中,实现室外景观建模。试验结果表明,所提方法的三维景观建模立体水平较高,建模效果清晰,精度较高。     

基于特征点匹配的图像配准研究

立体显示技术中立体图像对虚拟场景的构建至关重要,现有的立体图像配准技术可能导致图像扭曲、变形。结合SURF算法和RANSAC算法,根据SURF算法对图像进行特征点检测;计算各特征点的Haar小波响应系数以确定特征点主方向和特征矢量;通过特征矢量的欧氏距离来判断特征点的匹配性,找出相邻最近的匹配点;最后利用一种改进的RANSAC算法剔除错误的匹配点。实验结果表明,基于SURF算法和改进的RANSAC算法的图像配准方法提高了特征点匹配度和精确度,能有效改善图像配准的变形问题。     

基于标定信息的高低分辨率图像配准方法

针对激光三维成像系统分辨率较低,特征点不易提取,同时与可见光成像系统图像配准实时性不高的问题,提出了一种基于标定信息的低分辨率距离图像与高分辨率强度图像配准方法。首先,通过对激光三维成像系统与可见光成像系统进行标定,得到了二者的内参数、外参数以及畸变系数;其次,利用二者的标定信息,通过构造像素匹配模型,确定了低分辨率距离图像像素点所对应的高分辨率强度图像像素点。最后,通过遍历低分辨率距离图像每一个像素点,实现低分辨率距离图像与高分辨率强度图像的像素配准。实验结果表明:该方法在保持准配精度基本不变的情况下,配准时间从2.111 s减为0.856 s,降低了算法的时间消耗,具有一定的可行性。     

三维地形提示告警系统的设计与实现

阐述三维地形提示告警系统,这是一种增强型地形提示和告警的系统,是航空电子系统导航防撞的必备机载设备。针对大容量地形数据加载和前视地形绘制,为提高系统实时性及实用性,基于嵌入式平台系统对三维地形告警系统算法和三维显示进行了设计和研究,它采用多核处理器技术实现算法运算和地形加载绘制,软件运行基于嵌入式实时操作系统实现。提出一种三维地形加载显示方法对三维地形进行加载显示,设计嵌入式软件对算法进行实现验证。通过实验效果分析,验证地形加载显示算法高效性和系统实时性及实用性。     

基于一维散射中心匹配的雷达目标识别

本文提出了一种新的基于目标一维散射中心匹配的雷达目标识别方法.该方法在计算两目标匹配函数之前,先根据目标尺寸大小在目标中心附近设定一个距离窗,将位于此距离窗以外的散射中心剔除,以减轻目标区域以外虚假散射中心的影响.对剩下的目标散射中心,根据两目标散射中心之间的距离,对目标之间的散射中心配对,然后定义两目标的匹配函数为所有配对散射中心的"匹配能量"和与两目标所有散射中心能量和的比值.对五类目标缩比模型的外场测量数据进行分类识别实验,结果表明该方法具有良好的目标识别能力,而且对加性高斯白噪声和雷达带宽不敏感.     

基于时序匹配及变长滑窗的雷达信号分选

信号分选是雷达侦察技术与信号处理技术中的关键步骤之一,但常规分选算法运算量大、识别耗时长。同时,在信号丢失严重或者脉冲密度大的情况下易出现增批、漏批问题。针对上述问题,本文提出一种基于时序匹配及变长滑窗的信号分选方法,首先利用载频和脉宽进行粗筛选,然后在时域参数上抽取与雷达参数模板匹配的脉冲序列,匹配的时间窗口根据两条脉冲之间的时间差和雷达参数模板的PRI动态确定。在此基础上,本文提出一种新的雷达信号分选处理流程：将待分选脉冲列分段,对每一段分别进行常规分选和本文所述方法。仿真实验表明,本文算法具有准确率高、耗时短的优点,新的分选流程能够有效弥补常规分选算法的不足。     

Ground target recognition using rectangle estimation.

We propose a ground target recognition method based on 3-D laser radar data. The method handles general 3-D scattered data. It is based on the fact that man-made objects of complex shape can be decomposed to a set of rectangles. The ground target recognition method consists of four steps; 3-D size and orientation estimation, target segmentation into parts of approximately rectangular shape, identification of segments that represent the target's functional/main parts, and target matching with CAD models. The core in this approach is rectangle estimation. The performance of the rectangle estimation method is evaluated statistically using Monte Carlo simulations. A case study on tank recognition is shown, where 3-D data from four fundamentally different types of laser radar systems are used. Although the approach is tested on rather few examples, we believe that the approach is promising.     

雷达与光学景像共性特征提取与匹配算法研究

雷达与光学景像匹配本质是一个低信噪比的图像匹配问题。为了提高匹配性能，必须设法提高信噪比。     

新型激光成像雷达图像匹配处理机的设计与实现

激光成像雷达是一种新型成像雷达,图像匹配处理机的使用是该雷达导航应用的先决务件之一。对激光成像雷达的图像匹配处理机进行分析,再进行设计。采用以高速DSP为主处理器,以大规模FPGA为处理器的图像匹配处理机的硬件方案。该方案计算能力强大且可扩展性强,通信接口多样可靠,算法软件实现可灵活修改。实验结果表明,该系统具有高实时性、高数据吞吐率、高可靠性、结构灵活的特点．为激光成像雷达在图像匹配导航中的应用研究提供了强大的处理平台。     

基于激光雷达的多路径快速地形匹配方法

地形匹配技术是一种自主辅助导航手段,在航空领域有着广泛的应用。地形轮廓匹配（TERCOM）算法在速度和航向误差较大时定位精确度下降,桑地亚惯性（SITAN）算法在初始位置误差较大时不能收敛。同时由于航行时只采用单一路径,导致精度低,速度慢。基于此,提出了基于激光雷达的多路径快速地形匹配算法。仿真结果验证了该算法的有效性。     

匹配模板法在雷达信号识别中的应用

雷达采用低截获概率(LPI)技术之后,特别是在低信噪比条件下,传统的基于参数提取的雷达信号识别方法将会失效。数字接收机的研制与投入使用,开辟了信号截获识别的新思路。如果在先期情报侦察中截获雷达信号并且成功识别,那么就可以将该雷达中频采样数据保存下来制作为匹配模板,当该雷达信号再次出现时,即使信噪比较低,也可以完成匹配接收,截获的同时便完成信号识别。采用实际截获的雷达信号制作成匹配模板进行计算机仿真实验,当其中的某一雷达信号再次出现时,匹配模板成功截获,实验结果验证了该方法的有效性与可行性。     

Improvements in fiber-optic transmission of multicarrier TV signal

When the number of TV channels is high, a significant harmonic and intermodulation distortion arises. These distortions can be reduced by improving the modulation linearity of the laser or by applying a more appropriate modulation method. Both solutions are discussed and evaluated in detail. The linearity has been significantly improved by applying an active matching technique. The improvement achieved by the new driving circuit over the conventional one is 15 dB considering the third harmonic distortion. The sensitivity of QPSK TV transmission to disturbing interferences has been investigated. A so-called group modulation method offers a better approach for optical multicarrier TV transmission     

基于恒比鉴别和小波变换的脉冲激光雷达成像

为了提升脉冲激光雷达的成像性能,减小杂波对雷达成像的影响,本文提出了一种将恒比鉴别算法和小波变换算法相结合的复合算法.利用由激光脉冲发射、杂波干扰、激光脉冲接收和生成目标图像构成的仿真模型,分别使用恒比鉴别算法,小波变换算法,恒比鉴别和小波变换的复合算法生成激光雷达图像.同时为了进一步提高新复合算法的性能,提出了一种基...     

基于单距离匹配滤波的太空碎片雷达成像

对于尺寸小于雷达距离分辨率的太空碎片进行雷达成像,以前提出的方法只有SRDI (Single Range Doppler Interferometry)。该文针对太空碎片运动特点,给出了一种单距离匹配滤波太空碎片成像方法。该方法利用一个距离单元横向回波数据经不同旋转半径参考信号匹配滤波后得到太空碎片二维像。仿真结果表明这种方法比SRDI方法计算量少、成像效果好。