视频测量椭圆标志中心点的高精度定位方法

针对近景视频摄影测量中椭圆标志点的中心定位精度影响后续的目标跟踪和三维重建精度的问题,该文为了保证获取椭圆亚像素的中心定位精度,提出了一种基于椭圆标志点亚像素边缘检测的中心定位方法。该方法首先利用Canny算子提取椭圆的轮廓,然后利用阈值分割、形态学边缘轮廓提取方法等方法对边缘进行约束,再利用形态学细化算法和空间矩提取椭圆的亚像素边缘,最后利用最小二乘拟合法实现椭圆中心的亚像素定位。实验结果表明:在模拟实验和真实影像的实验下,该方法与现有其他方法相比较,不仅能获取和定位高精度的椭圆中心(模拟实验下,椭圆中心定位精度高达0.02像素),而且具有高稳健性;能够满足近景摄影测量的精度和稳定性的需求。     

星载ASR图像的两种实用比R—D定位模型及其精度比较

以加拿大Radarsat卫星为例，在简要介绍了SAR图像的产品格式及其多级别，多类型的特点并比较了有关遥感图像的几种定位方法之后，指出距离－多普勒（R－D）原理用于SAR图像像素的绝对定位模型的优点，在分析了直接坐标变换所遇到的困难后，提出了两种基于R－D原理的实用化定位方法，并对算法进行了验证，作定位精度作了比较分析，试验结果表明，相对位置法所取得的定位精度达到了目前国际上有关这一领域的研究所取得的精度，效果良好，迭代法所取得的定位精度也在加拿大RSI公司技术文档的规定范围内，具有一定的实用性。     

垂线偏差自动测量系统CCD星像去噪方法

根据天文大地测量原理,并集成GNSS和CCD技术,垂线偏差自动测量系统能够实现垂线偏差的快速高精度测量。该测量系统后端主要任务是对CCD星像进行处理,作为CCD星像处理的前提,图像噪声处理可为此后星象搜索准确率与定位精度等工作提供保障。本文通过峰值信噪比的计算,对中值滤波、均值滤波、Butterworth低通滤波及组合去噪方法在仿真CCD星像去噪中的效果进行了比较。试验结果表明,采用3×3模板的中值滤波方法对CCD星像的去噪效果优于其他方法。基于去噪前后成对实测CCD星像,分别计算测站点垂线偏差及其标准差,比较结果表明3×3模板的中值滤波方法对CCD星像去噪能有效改善垂线偏差的精度。     

面向建筑物变形监测的图像量测技术

本文面向建筑物变形监测,设计并开发了一整套可对远距离、室外成像的标志中心进行精确定位的新技术,其重点在于整像素边缘定位和数据质量控制。提出了最大梯度投影概念,以最大梯度投影替代传统梯度算子计算标志的整像素边缘,并在此基础上提出改进的边缘细化算法,同时引入曲率筛选方法,形成一整套整像素边缘定位新技术,规避室外成像环境的不确定干扰,以获取完整、准确的整像素细化边缘。在亚像素中心定位后,以统计理论为框架设计了一套数据质量控制机制,筛选并保留满足统计限值的定位结果参与最终的定位计算,有效控制了相机拍照时轻微晃动给中心定位引入的误差。在不同的自然环境、背景及摄程下进行实测,结果表明,该图像定位方法具有定位性能稳定、定位精度高、处理速度快、对成像设备要求低、对室外环境适应性强等优势。使用标配镜头的主流单反相机,200 m摄程内的标志中心定位精度在3.5 mm内,可应用于建筑物变形监测。     

一种大角度亚像素的图像自动配准算法

提出一种基于ASIFT和Harris集成互补不变特征的大角度影像亚像素自动配准算法。算法由中间输入图像获取、像素级配准和亚像素级配准三个主要处理过程。在中间输入图像获取过程中,首先提取ASIFT特征控制点,利用提取的控制点估计图像间的投影变换模型,将输入图像中的重叠区域重采样为与参考图像尺度相同的中间输入图像;在像素级配准过程中,用NCC函数进行配准,用基于投影变换模型的全局一致粗差检测方法删除误配点对;在亚像素级配准过程中,先利用二元二次曲面拟合方法进行亚像素位移测量定位,再进行亚像素配准,错误匹配点对剔除,配准精度计算。实际的大角度图像试验结果表明了算法的有效性和实用性。     

直线特征标志子像素级定位方法的研究

在近景摄影测量中，常常需要对直线特征的标志进行定位，而标志定位的精度会影响到整个测量的精度。提出一种新的混合方法，即采用Hough变换对直线特征标志进行直线检测，得到直线初值；然后采用灰度矩边缘直线拟合定位法，对标志点中心进行子像素定位。在三维重建实验中采用所提出的灰度矩边缘直线拟合定位法和高精度直线定位法进行精度比较，实验证明经过Hough变换得到粗值的灰度矩边缘直线拟合定位法达到较高的定位精度，且计算更简单。     

利用天文观测图像对空间碎片目标进行自动识别与追踪

提出了一种利用天文观测手段获取的CCD图像序列对空间碎片进行自动识别和追踪的方法。该方法采用计算机图像处理、图像识别与分析和计算机视觉等相关技术,自动识别出每幅CCD图像中的空间碎片以及背景恒星等空间目标,并定量计算其有关特征;然后根据空间碎片移动较快的特点,在CCD图像序列中结合基于Snake模型的主动轮廓追踪和特征相似性比较两种方法,对其中出现的空间碎片目标进行自动识别和追踪。实验结果显示,该方法能准确地对空间碎片目标进行自动识别和追踪。     

遥感影像亚像素快速配准方法

针对经典亚像素配准算法运算效率不高的情况,提出一种快速亚像素配准方法。在原有傅里叶变换相位相关方法与矩阵乘法离散傅里叶变换方法的基础上,利用有效子图代替原图进行图像亚像素配准。有效子图是通过二维小波分解高频分量的能量总和大小来选取,再对有效子图进行相位相关像素级定位与矩阵乘法傅里叶变换亚像素定位。改进方法不但继承矩阵乘法离散傅里叶变换亚像素高精度配准的优良性能,而且选用有效子图替代原图进行配准其速度可大大提高,对海量数据的遥感影像更显优势。经模拟试验与工程实例,综合分析该方法的配准精度与配准速度,证明改进方法较经典亚像素配准算法效率更高,更适合用于实际遥感影像的高精度配准。     

Canny算子对人工标志中心的亚像素精度定位

在使用圆型人工标志的计算机视觉检测中,人工标志的识别率和中心定位精度直接影响到检测的整体精度。传统的中心定位算法对人工标志识别率低、中心定位精度差,已不能满足精密检测的要求。文中采用Canny算子对带有圆形人工标志的数字图像进行边缘分割,通过模式识别方法、最小二乘拟合方法计算人工标志中心。该方法解决了标志识别率低的问题,提高了标志图像中心定位精度。其精度可达到亚像素级,能够满足高精度计算机视觉测量的要求。     

Canny算子对人工标志中心的亚像素精度定位

在使用圆型人工标志的计算机视觉检测中,人工标志的识别率和中心定位精度直接影响到检测的整体精度.传统的中心定位算法对人工标志识别率低、中心定位精度差,已不能满足精密检测的要求.文中采用Canny算子对带有圆形人工标志的数字图像进行边缘分割,通过模式识别方法、最小二乘拟合方法计算人工标志中心.该方法解决了标志识别率低的问题,提高了标志图像中心定位精度.其精度可达到亚像素级,能够满足高精度计算机视觉测量的要求.     

视频测量机器人星识别算法在自动天文定向中的应用

天文定向是通过观测天体确定方位的高精度定向方法，在天文测量中具有重要的作用，实现自动天文定向是目前天文定向的发展趋势。基于视频全站仪的工作模式，本文提出了一种星识别定向方法。首先通过视频测量连续快速拍摄多颗星，再将高度角和方位角差作为匹配条件，识别出各恒星，最后利用观测数据和解算的恒星数据关系获得定向结果，实现天文定向自动化。本文分析了因测站坐标误差和观测误差引起的星识别误差，由此给出匹配阈值，进一步提高了匹配的精确度和准确度。     

一种改进的一维最大熵星图分割算法

在CCD天文测量技术中，星点质心坐标提取的精度直接影响野外天文测量的坐标精度，而星图分割算法是数字星图处理技术中最为关键的一环。一维最大熵星图分割算法具有良好的二值化效果，且能够充分保留星图图像信息，其可靠性与准确性均已得到了试验验证。本文基于一维最大熵星图分割算法，提出了一种改进的星点区域划分算法，可以在不影响精度和可靠性的前提下，大幅提升一维最大熵算法的运算效率，进一步提高野外天文测量作业的效率，在实际作业中，具有更好的可应用性。     

图像全站仪的任意星全盲识别算法

准确可靠的任意星识别是快速自动天文定位定向测量和数据处理的关键。提出一种基于图像全站仪测量的任意星全盲识别算法。任意选取3颗亮星组成匹配三角形,分别对三星连续拍照获得短时序的水平角和高度角,线性拟合并归算至同一时刻的地平坐标,采用三角形匹配法进行识别。大量野外观测数据测试表明,若拟合外推时间不超过4 min,连续星和间隔星的三角形匹配法的识别率均可达到100%。本识别方法不依赖测站概略位置信息,对云雾等恶劣天气下的快速天文测量具有应用价值。     

CCD星点提取方法研究

电荷耦合器件CCD星敏感器的关键问题是星图识别,星图识别就是从星敏感器获得的原始星图中获取星的位置和星等信息。在介绍星敏感器工作原理的基础上,初步探讨了电荷藉合器件（CCD）天文定位的应用和优点,重点分析了Moravec算子、Frstner算子、Harris算子等几种点特征提取算子的原理和其适用性。     

数字天顶摄影仪中星象匹配识别与匹配星表编制

在利用数字天顶摄影仪通过天文测量确定重力垂线偏差的工作中,需要建立高精度高密度的恒星星表,实现CCD观测星象与星表中恒星匹配识别。本文提出了一种新的控制三角形匹配算法,利用CCD影像平面中星象与天顶切平面中恒星的三角形角、三角形边长及星等信息作为判定条件,快速准确实现CCD影像平面中星象与切平面中恒星的控制星和参考星识别匹配。根据数字天顶摄影仪CCD星象观测能力,通过对 Hipparcos、Tycho-2星表处理,分别编制了数字天顶摄影仪控制星和参考星匹配星表数据库。0．3s内完成一幅3073＆#215;2048大小的CCD实测图像星象准确匹配识别。     

测量机器人小视场星图一维最大熵星点图像分割算法

图像分割是处理恒星星图的基本问题之一,也是确保野外高精度天文测量精度的关键步骤。图像分割的重点是图像二值化,对于星图的复杂星空背景,传统的阈值分割算法难以将星点目标从背景中提取出来。针对徕卡视频测量机器人TS50i拍摄恒星星图的小视场、单星点、弱目标和单峰性的特点,首次提出了运用一维最大熵法对星图进行阈值分割。对比分析了常用的几种阈值分割算法,通过对分割结果的比较和定量分析,验证了一维最大熵法能够在充分保留图像信息的同时,对TS50i图像达到具有良好的二值化处理效果。基于大量实拍星图背景的仿真试验表明,以该算法为基础的星点提取算法的准确性和可靠性得到验证,星点提取精度较野外一等天文测量精度要求高一个数量级,可以满足野外高精度天文测量的需求。     

CCD摄像机面阵几何检校的自动化方法

利用CCD 摄像机实现目标点的高精度定位和量测是计算机机器视觉和实时摄影测量系统的基本手段。而CCD 摄像机获取的目标影像在传输的过程中受到几何精度的限制。所以,目标影像从CCD 传感器到存储器的高精度的辐射和几何传输是CCD 摄像机检校的基本问题。作者在一新研制的解析测图仪上,设计了一套CCD 摄像机自动检校的软件系统。本文对该软件系统进行了介绍,并通过检校试验,证明了其可靠性和实用性。     

一种亮星识别算法及其在天文定向中的应用

基于全站仪对任意亮星的观测采样,提出了一种利用高度角序列和水平角速率进行联合匹配的任意亮星识别算法。通过引入天体地平坐标计算程序,算法可正确辨别行星和恒星。本文分析了任意亮星高度角和水平角速率的观测误差和计算误差,以此给出了匹配阈值条件的设定依据,并在此基础上制定了有效的匹配策略。仿真计算及实际观测试验均表明,该算法具有100%的识别成功率,远优于现有算法。将此算法应用于任意亮星天文定向,定向结果的内符合精度达到2″,外部检核精度达到1.6″。采用多颗任意亮星进行定向,可有效减弱由测站位置误差引入的定向系统误差,提高绝对定向精度。本文提出的天文定向适用于多云及雾霾天气。     

HIGH PRECISION CCD CALIBRATION AND ITS APPLICATIONS

With the help of CCD images,the realization of high precision po-sitioning and measurement has become the basic standard for machine vision andreal time photogrammetry systems.However,deformation and other sorts ofdegradation occurring during transmission are major limiting factors of the preci-sion attainable with most current CCD cameras and frame grabbers.So a preciseradiometric and geometric transmission of images from CCD sensor to memory is afundamental aspect of CCD camera calibration.The geometric calibration system,which uses some image processing algorithms of the CCD camera based on the re-searched and developed system is discussed.The reliability and validity are alsodiscussed.The experimental results for the calibration of the CCD array will betaken as an important quality index for CCD evaluation.     

消除CCD天光背景的一种组合式分割方法

基于迭代阈值法和统计模型提出了一种新的组合式分割方法，该方法精确地描述了天光背景的分布情况，既能够精确确定图像分割的最优阈值，有效地消除天光背景的影响，又可以精确地估计出天光的平均强度，有利于天体亮度的精确计算及暗星的探测。