基于紅外與可見(jiàn)光圖像的無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-06 20:11
如今無(wú)人機(jī)在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,擁有巨大的發(fā)展空間,但無(wú)人機(jī)失控墜落傷人、逼停正常航班運(yùn)行的案例也屢屢發(fā)生,對(duì)無(wú)人機(jī)的有效監(jiān)管已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。從技術(shù)上講,監(jiān)管的核心是無(wú)人機(jī)的識(shí)別與測(cè)距定位,由于圖像傳感器擁有價(jià)格低廉,定位精度高的優(yōu)勢(shì),所以在工程項(xiàng)目中得到快速發(fā)展。同時(shí)為了彌補(bǔ)單一傳感器的不足,克服類似大霧,黑暗等極端天氣的影響,采用紅外相機(jī)與可見(jiàn)光相機(jī)相結(jié)合的方式已經(jīng)成為無(wú)人機(jī)監(jiān)管的主要手段。本文結(jié)合中國(guó)民用航空西南地區(qū)管理局立項(xiàng)的科技項(xiàng)目需求,從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:(1)本文采用鋁質(zhì)的棋盤(pán)格對(duì)紅外相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,同時(shí)為了提高對(duì)比度,通過(guò)加熱板對(duì)棋盤(pán)格進(jìn)行加熱,成功實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外相機(jī)的標(biāo)定。因?yàn)殇X對(duì)遠(yuǎn)紅外線有大約95%的反射率,紅外相機(jī)可以接收反射的紅外線實(shí)現(xiàn)對(duì)棋盤(pán)格的成像。(2)本文采用相位一致性與互信息結(jié)合的測(cè)度,在互信息的基礎(chǔ)上加入像素空間信息,有效的提高了匹配精度。在多光譜圖像匹配中,由于成像機(jī)理的不同,圖像像素灰度值是非線性關(guān)系,共性特征難以提取,無(wú)法采用傳統(tǒng)基于灰度相關(guān)和圖像特征的匹配算法;バ畔⑹莾蓚(gè)隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)相關(guān)性的測(cè)度,由于互信息測(cè)度不需要假設(shè)不同成像原理圖像灰度間的關(guān)...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)測(cè)距方式
1.2.2 多光譜圖像匹配的研究現(xiàn)狀
1.3 課題的研究?jī)?nèi)容
1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 雙目視覺(jué)基礎(chǔ)知識(shí)介紹
2.1 立體成像過(guò)程
2.2 雙目視覺(jué)原理
2.3 雙目測(cè)距系統(tǒng)性能的要求
2.4 立體匹配常用約束關(guān)系
2.5 立體匹配算法類型
2.6 匹配基元
2.7 本章小結(jié)
第三章 可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)的標(biāo)定
3.1 攝像機(jī)標(biāo)定方法研究
3.2 單目相機(jī)標(biāo)定
3.2.1 攝像機(jī)坐標(biāo)系
3.2.2 攝像機(jī)成像模型
3.2.3 攝像機(jī)標(biāo)定原理
3.2.4 本文可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)標(biāo)定
3.3 立體標(biāo)定與立體校正
3.3.1 立體標(biāo)定
3.3.2 立體校正
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于自適應(yīng)窗口的圖像匹配
4.1 圖像匹配相似性測(cè)度
4.1.1 互信息基本理論
4.1.1.1 熵
4.1.1.2 互信息
4.1.1.3 互信息的局限性
4.1.2 相位一致性
4.1.2.1 相位信息
4.1.2.2 相位一致性算法
4.1.3 互信息與相位一致性相結(jié)合的相似性測(cè)度
4.2 自適應(yīng)匹配窗口
4.3 基于自適應(yīng)窗口的立體匹配
4.4 本章小結(jié)
第五章 無(wú)人機(jī)測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.1 測(cè)試平臺(tái)與測(cè)試環(huán)境介紹
5.1.1 硬件平臺(tái)
5.1.2 軟件平臺(tái)
5.1.3 測(cè)試環(huán)境選擇
5.2 圖像均衡化處理
5.3 無(wú)人機(jī)目標(biāo)提取
5.4 特征提取
5.5 無(wú)人機(jī)圖像立體校正
5.6 無(wú)人機(jī)圖像匹配
5.7 無(wú)人機(jī)測(cè)距
5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)線電技術(shù)在民用無(wú)人機(jī)管控中的應(yīng)用[J]. 呂冰,王愛(ài)舉,馬妍,周鈺哲. 中國(guó)無(wú)線電. 2017(08)
[2]基于梯度信息和區(qū)域互信息的圖像配準(zhǔn)[J]. 吳延海,張程,張燁. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[3]基于OpenCV的紅外與可見(jiàn)光雙攝像機(jī)標(biāo)定方法研究[J]. 任貴文. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(03)
[4]基于OpenCV的長(zhǎng)波紅外攝像機(jī)標(biāo)定研究[J]. 張小玉,宮賀,齊琦. 電子設(shè)計(jì)工程. 2015(01)
[5]一種基于局域邊緣特征的自適應(yīng)立體匹配新算法研究[J]. 喻海中,陳兆學(xué),張津. 光學(xué)技術(shù). 2013(06)
[6]無(wú)人機(jī)紅外預(yù)警技術(shù)研究[J]. 何錚進(jìn),孟祥,孫必慎. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2011(06)
[7]基于互信息和梯度的紅外與可見(jiàn)光圖像配準(zhǔn)新方法[J]. 崔偉,劉圣霞,徐騫,茅小祥,田裕鵬. 激光與紅外. 2011(02)
[8]相位一致性和區(qū)域互信息量的醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)[J]. 張娟,盧振泰,馮前進(jìn),陳武凡. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2010(27)
[9]基于SIFT特征描述子的立體匹配算法[J]. 宰小濤,趙宇明. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(24)
[10]一種新的基于圓環(huán)點(diǎn)的攝像機(jī)自標(biāo)定方法[J]. 孟曉橋,胡占義. 軟件學(xué)報(bào). 2002(05)
博士論文
[1]基于可見(jiàn)光和紅外熱像儀的雙目視覺(jué)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤[D]. 陳文.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]立體匹配算法的研究和應(yīng)用[D]. 池凌鴻.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[3]計(jì)算機(jī)視覺(jué)立體匹配相關(guān)理論與算法研究[D]. 郭龍?jiān)?南京理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于相位一致性的圖像輪廓提取算法研究[D]. 李雪菲.電子科技大學(xué) 2011
[2]基于二階互信息的多光譜圖像配準(zhǔn)算法研究[D]. 楊緒超.南京航空航天大學(xué) 2010
[3]基于雙目視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)三維測(cè)量的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 金偉偉.浙江大學(xué) 2010
本文編號(hào):3573091
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)測(cè)距方式
1.2.2 多光譜圖像匹配的研究現(xiàn)狀
1.3 課題的研究?jī)?nèi)容
1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 雙目視覺(jué)基礎(chǔ)知識(shí)介紹
2.1 立體成像過(guò)程
2.2 雙目視覺(jué)原理
2.3 雙目測(cè)距系統(tǒng)性能的要求
2.4 立體匹配常用約束關(guān)系
2.5 立體匹配算法類型
2.6 匹配基元
2.7 本章小結(jié)
第三章 可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)的標(biāo)定
3.1 攝像機(jī)標(biāo)定方法研究
3.2 單目相機(jī)標(biāo)定
3.2.1 攝像機(jī)坐標(biāo)系
3.2.2 攝像機(jī)成像模型
3.2.3 攝像機(jī)標(biāo)定原理
3.2.4 本文可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)標(biāo)定
3.3 立體標(biāo)定與立體校正
3.3.1 立體標(biāo)定
3.3.2 立體校正
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于自適應(yīng)窗口的圖像匹配
4.1 圖像匹配相似性測(cè)度
4.1.1 互信息基本理論
4.1.1.1 熵
4.1.1.2 互信息
4.1.1.3 互信息的局限性
4.1.2 相位一致性
4.1.2.1 相位信息
4.1.2.2 相位一致性算法
4.1.3 互信息與相位一致性相結(jié)合的相似性測(cè)度
4.2 自適應(yīng)匹配窗口
4.3 基于自適應(yīng)窗口的立體匹配
4.4 本章小結(jié)
第五章 無(wú)人機(jī)測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.1 測(cè)試平臺(tái)與測(cè)試環(huán)境介紹
5.1.1 硬件平臺(tái)
5.1.2 軟件平臺(tái)
5.1.3 測(cè)試環(huán)境選擇
5.2 圖像均衡化處理
5.3 無(wú)人機(jī)目標(biāo)提取
5.4 特征提取
5.5 無(wú)人機(jī)圖像立體校正
5.6 無(wú)人機(jī)圖像匹配
5.7 無(wú)人機(jī)測(cè)距
5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)線電技術(shù)在民用無(wú)人機(jī)管控中的應(yīng)用[J]. 呂冰,王愛(ài)舉,馬妍,周鈺哲. 中國(guó)無(wú)線電. 2017(08)
[2]基于梯度信息和區(qū)域互信息的圖像配準(zhǔn)[J]. 吳延海,張程,張燁. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[3]基于OpenCV的紅外與可見(jiàn)光雙攝像機(jī)標(biāo)定方法研究[J]. 任貴文. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(03)
[4]基于OpenCV的長(zhǎng)波紅外攝像機(jī)標(biāo)定研究[J]. 張小玉,宮賀,齊琦. 電子設(shè)計(jì)工程. 2015(01)
[5]一種基于局域邊緣特征的自適應(yīng)立體匹配新算法研究[J]. 喻海中,陳兆學(xué),張津. 光學(xué)技術(shù). 2013(06)
[6]無(wú)人機(jī)紅外預(yù)警技術(shù)研究[J]. 何錚進(jìn),孟祥,孫必慎. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2011(06)
[7]基于互信息和梯度的紅外與可見(jiàn)光圖像配準(zhǔn)新方法[J]. 崔偉,劉圣霞,徐騫,茅小祥,田裕鵬. 激光與紅外. 2011(02)
[8]相位一致性和區(qū)域互信息量的醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)[J]. 張娟,盧振泰,馮前進(jìn),陳武凡. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2010(27)
[9]基于SIFT特征描述子的立體匹配算法[J]. 宰小濤,趙宇明. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(24)
[10]一種新的基于圓環(huán)點(diǎn)的攝像機(jī)自標(biāo)定方法[J]. 孟曉橋,胡占義. 軟件學(xué)報(bào). 2002(05)
博士論文
[1]基于可見(jiàn)光和紅外熱像儀的雙目視覺(jué)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤[D]. 陳文.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]立體匹配算法的研究和應(yīng)用[D]. 池凌鴻.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[3]計(jì)算機(jī)視覺(jué)立體匹配相關(guān)理論與算法研究[D]. 郭龍?jiān)?南京理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于相位一致性的圖像輪廓提取算法研究[D]. 李雪菲.電子科技大學(xué) 2011
[2]基于二階互信息的多光譜圖像配準(zhǔn)算法研究[D]. 楊緒超.南京航空航天大學(xué) 2010
[3]基于雙目視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)三維測(cè)量的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 金偉偉.浙江大學(xué) 2010
本文編號(hào):3573091
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/3573091.html
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