基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像研究
發(fā)布時間：2021-12-31 08:49
關聯(lián)成像是一種通過參考光路散斑分布與信號光路光場強度相關性恢復目標的成像技術。其作為光學成像領域的前沿研究之一,在對于遠場成像,穿透大氣云層成像,穿透水下湍流成像等方向有著重要的應用前景。關聯(lián)成像的系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)成像系統(tǒng)具有更強的穿越復雜環(huán)境的能力和更好的抗噪聲能力,實現(xiàn)更高分辨率成像,并且系統(tǒng)搭建并不復雜,由于其結(jié)構的特殊性,因此具有很強的安全性。本文首先對于關聯(lián)成像的研究現(xiàn)狀、動目標關聯(lián)成像的研究現(xiàn)狀做了詳細的調(diào)研和分析。本文針對動目標關聯(lián)成像的發(fā)展需要,開展了基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像研究,主要完成了下列研究內(nèi)容:基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像理論研究,包括關聯(lián)成像的理論基礎、基于卡爾曼濾波運動軌跡預測的理論研究、基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像方案研究;基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像仿真研究,包括大視場中動目標關聯(lián)成像的建模仿真、基于卡爾曼濾波的動目標運動軌跡的仿真、基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像仿真;基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像實驗研究,包括基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像實驗系統(tǒng)的設計與搭建、靜止目標關聯(lián)成像的實驗研究、基于卡爾曼濾波的動目標關聯(lián)成像的實驗研究;基于卡爾曼...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
首先在實驗上實現(xiàn)關聯(lián)成像的實驗裝置和結(jié)果
（a）實驗結(jié)構圖 （b）實驗中的目標和成像結(jié)果圖 1-1 首先在實驗上實現(xiàn)關聯(lián)成像的實驗裝置和結(jié)果[8]2001 年 Boston University 的 Abouraddy 等學者[9]討論了兩個糾纏的光子在關成像理論和實驗的重要地位，并參考首次實現(xiàn)關聯(lián)成像實驗的結(jié)論，得到了一個當時普遍認可的結(jié)論，即雙光子糾纏源是實現(xiàn)關聯(lián)成像的必要因素。由于當時實條件和技術水平有限，所以他們認為如果光源沒有糾纏的性質(zhì)，就不能在實驗上證關聯(lián)成像。直到 2002 年，UniversityofRochester 的 Bennink 和 Boyd[10]等學者過他們自己設計的實驗打破了 Abouraddy 等人的結(jié)論，他們認為經(jīng)典光源同樣以驗證關聯(lián)成像。實驗的光路和實驗結(jié)果可以通過圖 1-2 表示，在該實驗的光路，激光器發(fā)出的準直光源產(chǎn)生贗熱光源之后反射到一個提前設定好擺動的平面上，平面鏡反射后的光束經(jīng)過棱鏡后產(chǎn)生兩束具有關聯(lián)的光束，在實驗中利用這關系來模擬雙光子糾纏，他們通過這個方法得到了物體的像，這個實驗的成果否了關聯(lián)成像必須通過糾纏光源來實現(xiàn)的說法。他們的發(fā)現(xiàn)在關聯(lián)成像的發(fā)展演過程中有著里程碑式的意義，為之后更廣泛的研究做好了鋪墊。
圖 2-1 傳統(tǒng)的光學成像方式圖 2-2 關聯(lián)成像的光學成像示意圖通過上述關聯(lián)成像背景的介紹可以得到最初的關聯(lián)成像是通過以雙光子糾為光源而實現(xiàn)的。在經(jīng)典光關聯(lián)成像實驗成功之后，大部分實驗則開始選用對簡單的經(jīng)典光源作為光源。其中，經(jīng)典光源可以分為激光光源和熱光光源熱光是由大量的隨機光子自發(fā)輻射產(chǎn)生的，服從高斯分布，根據(jù)式(2-3)可以熱光光源的性質(zhì)：[ ( )]( , )ωμ =i kr tU r t e (2式中ω 為單模熱光的光波頻率，μ 為光場的復振幅，k 為波矢。為了解決自然界中形成的熱光的相干時間很短，線寬較寬等問題，實驗中
【參考文獻】：
期刊論文
[1]任意階運動目標強度關聯(lián)成像[J]. 梁振宇,樊祥,程正東,朱斌,陳熠. 紅外與激光工程. 2017(08)
[2]一種針對背景變化的移動物體壓縮量子關聯(lián)成像方法[J]. 徐曉赫,劉嬌,趙生妹. 南京郵電大學學報(自然科學版). 2016(02)
[3]基于雙線性插值的高斯曲面擬合定位算法研究[J]. 呂瑞,王軍偉,邵昫. 機床與液壓. 2013(03)
[4]運動目標強度關聯(lián)成像及其在遙感探測中的應用[J]. 張聰,龔文林,韓申生. 中國激光. 2012(12)
[5]基于高斯擬合的激光光斑中心定位算法[J]. 王麗麗,胡中文,季杭馨. 應用光學. 2012(05)
[6]插值法在圖像處理中的應用[J]. 劉麗君,駱婷. 硅谷. 2009(09)
碩士論文
[1]星地光通信中的信標成像光斑定位算法研究[D]. 張麗.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]關聯(lián)成像新方法的研究[D]. 唐文哲.西北大學 2016
[3]二階和高階關聯(lián)成像研究[D]. 張二峰.國防科學技術大學 2010
本文編號：3559967
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
首先在實驗上實現(xiàn)關聯(lián)成像的實驗裝置和結(jié)果
（a）實驗結(jié)構圖 （b）實驗中的目標和成像結(jié)果圖 1-1 首先在實驗上實現(xiàn)關聯(lián)成像的實驗裝置和結(jié)果[8]2001 年 Boston University 的 Abouraddy 等學者[9]討論了兩個糾纏的光子在關成像理論和實驗的重要地位，并參考首次實現(xiàn)關聯(lián)成像實驗的結(jié)論，得到了一個當時普遍認可的結(jié)論，即雙光子糾纏源是實現(xiàn)關聯(lián)成像的必要因素。由于當時實條件和技術水平有限，所以他們認為如果光源沒有糾纏的性質(zhì)，就不能在實驗上證關聯(lián)成像。直到 2002 年，UniversityofRochester 的 Bennink 和 Boyd[10]等學者過他們自己設計的實驗打破了 Abouraddy 等人的結(jié)論，他們認為經(jīng)典光源同樣以驗證關聯(lián)成像。實驗的光路和實驗結(jié)果可以通過圖 1-2 表示，在該實驗的光路，激光器發(fā)出的準直光源產(chǎn)生贗熱光源之后反射到一個提前設定好擺動的平面上，平面鏡反射后的光束經(jīng)過棱鏡后產(chǎn)生兩束具有關聯(lián)的光束，在實驗中利用這關系來模擬雙光子糾纏，他們通過這個方法得到了物體的像，這個實驗的成果否了關聯(lián)成像必須通過糾纏光源來實現(xiàn)的說法。他們的發(fā)現(xiàn)在關聯(lián)成像的發(fā)展演過程中有著里程碑式的意義，為之后更廣泛的研究做好了鋪墊。
圖 2-1 傳統(tǒng)的光學成像方式圖 2-2 關聯(lián)成像的光學成像示意圖通過上述關聯(lián)成像背景的介紹可以得到最初的關聯(lián)成像是通過以雙光子糾為光源而實現(xiàn)的。在經(jīng)典光關聯(lián)成像實驗成功之后，大部分實驗則開始選用對簡單的經(jīng)典光源作為光源。其中，經(jīng)典光源可以分為激光光源和熱光光源熱光是由大量的隨機光子自發(fā)輻射產(chǎn)生的，服從高斯分布，根據(jù)式(2-3)可以熱光光源的性質(zhì)：[ ( )]( , )ωμ =i kr tU r t e (2式中ω 為單模熱光的光波頻率，μ 為光場的復振幅，k 為波矢。為了解決自然界中形成的熱光的相干時間很短，線寬較寬等問題，實驗中
【參考文獻】：
期刊論文
[1]任意階運動目標強度關聯(lián)成像[J]. 梁振宇,樊祥,程正東,朱斌,陳熠. 紅外與激光工程. 2017(08)
[2]一種針對背景變化的移動物體壓縮量子關聯(lián)成像方法[J]. 徐曉赫,劉嬌,趙生妹. 南京郵電大學學報(自然科學版). 2016(02)
[3]基于雙線性插值的高斯曲面擬合定位算法研究[J]. 呂瑞,王軍偉,邵昫. 機床與液壓. 2013(03)
[4]運動目標強度關聯(lián)成像及其在遙感探測中的應用[J]. 張聰,龔文林,韓申生. 中國激光. 2012(12)
[5]基于高斯擬合的激光光斑中心定位算法[J]. 王麗麗,胡中文,季杭馨. 應用光學. 2012(05)
[6]插值法在圖像處理中的應用[J]. 劉麗君,駱婷. 硅谷. 2009(09)
碩士論文
[1]星地光通信中的信標成像光斑定位算法研究[D]. 張麗.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]關聯(lián)成像新方法的研究[D]. 唐文哲.西北大學 2016
[3]二階和高階關聯(lián)成像研究[D]. 張二峰.國防科學技術大學 2010
本文編號：3559967
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