中国人民解放军总装备部预研基金(402040203)
- 作品数：9 被引量：77H指数：6
- 相关作者：周前飞刘晶红王子辰汪永阳戴明更多>>
- 相关机构：中国科学院大学中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院更多>>
- 发文基金：中国人民解放军总装备部预研基金吉林省重大科技攻关项目国家林业公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术机械工程一般工业技术更多>>
- 一种基于虚拟立体靶标的线阵相机标定方法被引量：5
- 2013年
- 针对线阵相机标定的过程中特征点容易丢失的事实,提出了一种线阵相机标定方法。首先,利用设计的平面靶标与相机多次曝光巧妙地构建了虚拟立体标定靶标,通过分析与数学建模得到靶标上标定特征点空间位置与像点的对应关系;其次,使用最小均方估计方法对特征像点中心进行亚像素估计,并使用基于最小二乘迭代方法对多特征点超定方程进行求解,讨论了标定过程中相机与靶标非平行时对标定结果的影响;最后,使用提出的方法对线阵相机标定进行实验验证。理论分析与实验结果表明,本文的线阵相机标定方法简单灵活,标定特征点个数不拘泥于靶标的制作,相机与靶标的位置无需严格平行,平均标定精度达0.26pixel,具有较好的实用价值。
- 王子辰戴明汪永阳李刚李家德郎小龙
- 机载光电成像平台的多目标自主定位系统研究被引量：30
- 2015年
- 为同时对多个目标实施实时或准实时定位,建立了机载光电成像平台多目标自主定位系统,针对该系统提出一种基于像元视线向量的多目标自主定位模型。通过目标检测算法得到视场中各目标的像素坐标,根据单面阵电荷耦合器件(CCD)传感器的成像原理,构造各目标的视线向量并计算其与图像中心主目标的像元视线角,结合已测得的主目标相对光电平台的方位角、高低角和距离,计算出各目标与机载光电平台的角度与距离关系,应用全球定位系统(GPS)、航姿测量技术获取载机的位置姿态信息,通过齐次坐标变换方法计算出单幅图像中多个目标的大地坐标。针对镜头畸变引起的定位误差,提出基于畸变率的方法进行畸变修正。在1100 m高空对地面目标定位时,多目标定位的圆概率误差(CEP)约为28.74 m,大地高定位误差约为18 m,能同时对50个目标进行实时地理定位。当镜头畸变率为2%时,畸变修正后圆概率误差减小了7%。该多目标自主定位方法具有效率高,便于工程应用的优点。
- 周前飞刘晶红熊文卓宋悦铭
- 关键词：齐次坐标变换递归最小二乘
- 基于相机内外参数的机载光电平台图像几何校正被引量：5
- 2016年
- 传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工具箱对相机进行标定获得相机内参数,采用惯性导航系统提取相机外参数,依据提取的内、外参数对图像的几何畸变进行校正。利用获得的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明,畸变图像得到了很好的还原,各姿态角测量精度为0.05°时,图像校正均方差约为0.996 3像素。研究表明,此方法准确、快速、直观,可移植性及实用性强。
- 李铁成刘晶红周前飞
- 关键词：几何畸变校正内参数摄像机标定
- 航空变焦距镜头非线性畸变快速校正方法被引量：7
- 2015年
- 针对航空变焦距镜头的非线性畸变随焦距变化而变化的问题,提出一种地面离线标定和机上在线校正相结合的快速校正方法。利用单参数除式模型校正镜头畸变,根据模板图像中共线点的投影不变性,采用变步长优化搜索方法求解出若干离散焦距下镜头的畸变系数和畸变中心坐标,分析了畸变参数随焦距变化的规律,建立了畸变参数与焦距之间的经验公式。在飞行实验中,将实际工作焦距值代入经验公式得到相应畸变参数对实景图像进行自动校正。对模板图像与实景图像的校正结果表明,该方法能有效校正变焦距镜头的非线性畸变,对3幅不同焦距下的720 pixel×576 pixel模板图像校正平均均方差约为2.68 pixel,平均校正时间约为4.82 s。该方法具有效率高,便于自动化实现和工程应用的优点。
- 周前飞刘晶红
- 关键词：成像系统变焦距镜头摄像机标定
- 航空变焦距斜视成像几何畸变的自动校正被引量：10
- 2015年
- 针对变焦距航空摄像机斜视成像产生的几何变形,提出一种同时校正斜视梯形失真和变焦距镜头非线性畸变的自动校正方法。根据直线透视投影不变性原理,利用单参数除式模型通过变步长优化搜索方法得到不同焦距对应的镜头畸变系数和畸变中心坐标;研究了焦距变化对畸变的影响规律,校正了镜头畸变使其满足针孔成像模型;引入飞机位置、姿态和摄像机视轴指向方位等因素,将航空图像重投影到地图坐标系中,对坐标变换后的像素亮度值进行重采样得到校正斜视变形和镜头畸变后的正射投影图像。对不同焦距和位置姿态下拍摄的地面靶标畸变图像和实际航空变焦距斜视图像进行了校正。结果表明,该方法能够有效准确地校正图像的几何变形,当飞行高度为2 500m时,在文中给定的位置姿态精度下的图像几何校正均方误差约为2m,较好地满足了后续图像拼接需求。该方法效率高,便于自动化实现,对提高图像拼接精度和实现目标精确定位与实时稳定跟踪具有重要意义。
- 周前飞刘晶红王宣孙明超
- 关键词：几何校正镜头畸变摄像机标定
- 基于虚拟立体靶标的线阵相机标定与分析被引量：6
- 2014年
- 针对线阵相机的特点,论文提出了一种线阵相机标定方法。首先,利用设计的平面靶标与相机多次曝光巧妙地构建了虚拟立体标定靶标,通过分析与数学建模得到靶标上标定特征点空间位置与像点的对应关系;其次,分别使用最小二乘法与迭代求解的方法对多个特征点的线性参数超定方程与镜头的非线性畸变参数进行求解,讨论了标定过程中相机与靶标非严格平行时对标定结果的影响;最后,实验室条件下使用论文设计的靶标与方法对线阵相机标定进行实验验证。理论分析与实验结果表明此线阵相机标定方法简单灵活,标定特征点个数不拘泥于靶标的制作,相机与靶标的位置无需严格平行,标定精度高,且具有较好良好的实用工程应用价值。
- 王子辰戴明李刚汪永阳宋悦铭高玉军
- 关键词：最小二乘法迭代优化
- 机载光电平台相对角位移测量系统设计被引量：11
- 2013年
- 为了解决机载光电平台与载机间存在相对角位移造成目标定位精度下降问题,设计了一种机载光电平台相对角位移实时测量系统。对现阶段使用的机载光电平台目标定位精度不高的原因以及基于改进的多控制点相机在线标定与姿态测量等理论进行研究。分析了机载光电平台目标定位误差的主要原因;对基于单目视觉理论的机载光电平台相对角位移测量方案进行研究,并以相机标定理论为原型给出了相对角位移测量的数学模型;结合多控制点立体靶标并使用随机并行梯度下降算法(SPGD)与直接线性变换方法(DLT),给出了三步法求解机载光电平台相对角位移的方法;使用设计的方法对机载光电平台相对角位移进行了测量,给出了实验与仿真结果。实验结果表明:设计的机载光电平台相对角位移测量方法精度优于0.092°,单次测量平均耗时小于0.54ms,完全满足现阶段机载光电平台相对角位移测量的精度与实时性等相关要求。
- 王子辰戴明李刚汪永阳宋悦铭高玉军
- 关键词：直接线性变换
- 新型机载光电平台内部载荷相对姿态测量方法
- 2014年
- 针对新型无人机载光电平台内部载荷的安装特点及三轴万向节支撑结构,提出了一种使用高精度距离传感器进行平台内部载荷相对姿态的测量方法。首先,利用偏心旋转的基本原理建立了偏心测角的数学模型,导出了利用偏心法进行小角度测量时角度与距离变化的近线性关系;然后,结合机载光电平台内部载荷相对外框架运动的特点,通过巧妙的偏心结构设计建立载荷沿方位与俯仰方向上相对姿态测量方案;利用双偏心球面及多传感器组合有效地消除了系统径跳等误差对测量精度的影响;最后,使用高精度传感器与本文的测量方法对测量方案进行了验证。理论分析与实验结果表明,本文测量方法简单可行,测量精度优于15″,测量带宽达1.24kHz,完全满足某新型机载光电平台载荷内姿态的测量要求。具有很好的应用价值。
- 王子辰汪永阳戴明张宇鹏王东鹤
- 关键词：距离传感器
- 一种用于图像拼接的改进BRISK算法被引量：8
- 2016年
- 为了获得精准的航空拼接图像,本文提出了一种结合BRISK算法与互相关模块匹配算法的新算法。传统的BRISK算法在拼接平移方向上存在较大的误差。针对该问题,首先使用BRISK算法实现尺度和旋转的校正,再引入模块匹配方法完成平移校正,同时在BRISK算法中加入RANSANC算法实现精准拼接。实验结果表明,本文算法是一种运算时间短、精确度高、拼接效果良好的图像拼接方法。
- 陈思聪刘晶红何林阳周前飞
- 关键词：图像拼接
