高分辨率CCD数据合成系统的设计

为充分利用航测拍摄间隔的非工作状态时间,本文设计了一个应用于航空摄影测量的大面阵CCD数字相机合成系统。该系统将3路高速CCD相机数据同步后,通过在FPGA内设计SDRAM读写模块和SDRAM控制器,以SDRAM作为高速缓存,并构造图像数据合成单元,实现将多路高速CCD相机图像数据合成为一路数据输出。整个系统时序逻辑控制均在FPGA中完成,改变了传统一套记录单元对应一路相机记录的模式,实现了用一套记录系统同时对3路高速CCD图像的实时记录。在实际航测拍摄间隔大于4s的情况下,仅在约633ms时间内完成了图像合成和实时记录,大大提高了记录系统的效率,降低了系统功耗。     

空地数据链系统中图像自动剪切方法研究

在空地数据链路通信中，鉴于存在需要传输的各种机载图像传感器的数据量越来越大与已有的数据链带宽相对较小的矛盾，为了提高数据链路在战场环境中的图像传输效率，对于用CCD航空相机以中心投影方式获取的静态图像数据，要求远程快速高保真地进行信息传递，提出了一种机载自动数据缩减方案。该方案的关键步骤是图像的自动匹配与剪切，它的实现算法利用了航拍相邻图像间具有强逻辑相关性的特点，基于二维仿射变换模型，使用通过傅里叶-梅林变换计算得到的图像匹配参数，在没有检测到突现目标的情况下，对相邻图像中的场景重叠部分进行自动剪切操作。自动剪切及镶嵌的试验结果表明，本算法复杂度较低，鲁棒性和可操作性较强，能够有效地缩减下行链路中待传输的数据量，具有进一步实用化的潜力。     

高分辨率CCD数据合成系统的设计

为充分利用航测拍摄间隔的非工作状态时间,本文设计了一个应用于航空摄影测量的大面阵CCD数字相机合成系统。该系统将3路高速CCD相机数据同步后,通过在FPGA内设计SDRAM读写模块和SDRAM控制器,以SDRAM作为高速缓存,并构造图像数据合成单元,实现将多路高速CCD相机图像数据合成为一路数据输出。整个系统时序逻辑控制均在FPGA中完成,改变了传统一套记录单元对应一路相机记录的模式,实现了用一套记录系统同时对3路高速CCD图像的实时记录。在实际航测拍摄间隔大于4s的情况下,仅在约633ms时间内完成了图像合成和实时记录,大大提高了记录系统的效率,降低了系统功耗。     

油管图像识别系统的设计与实现

针对难以提取已刻码油管特征而导致的识别率低的问题,设计开发了一套用于识别油管身份标识的系统。该系统利用线阵CCD扫描相机采集油管图像,并参考相关计算机图像处理算法,实现了对油管刻码标识的准确识别。实验数据表明,该系统采用的算法识别率高,已在Windows平台下用Java语言实现,具有较好的鲁棒性。     

基于时空匹配的车载激光点云与CCD线阵图像的融合

本文给出了一种基于车载的激光点云与线阵CCD相机图像进行数据融合的方法。车载数据采集系统集成了GPS,激光扫描仪,IMU和线阵相机。该方法基于POS的定位定姿数据,利用时间信息和各个传感器的相对空间位置信息建立激光点与CCD相机扫描线之间的对应关系,进而确定CCD扫描线上与该激光点对应的像素。将该像素的颜色属性赋给激光点,可得到具有颜色属性的三维激光点云。最后给出具体融合结果。     

一种航空多光谱数字相机系统的设计与实现

介绍一种基于面阵CCD传感器件的航空多光谱数字相机系统的设计和实现 ,该系统的核心部件是 10 2 4× 10 2 4像元的面阵CCD相机 ,系统采用更换滤光片的方法来获得针对不同应用的最佳多波段组合 ,解决了多相机曝光参数实时控制、多相机同步触发、多通道高速数据采集、图像数据高速记录等问题 ,集成GPS系统 ,并成功进行了一系列地面实验和航空遥感实验     

基于Realsense传感器的机器人视觉里程计研究

基于RGB-D传感器能直接获取空间环境的深度信息和图像信息的能力,采用最新的RGB-D传感器(Realsense),实现了室内移动机器人的视觉里程计。首先利用张正友相机标定法对Realsense传感器的彩色摄像头进行标定;接着采用ORB算法实现图像特征点的匹配,并用PROSAC算法进行外点剔除;最后采用PnP算法实现相机姿态的估计,利用g2o库对相机的姿态进行光束法平差优化,并绘出相机的运动轨迹,实现了基于RGB-D传感器的机器人视觉里程计。实验结果显示该方法能快速、准确地估计视觉传感器的位姿信息,实现移动机器人的精准定位和导航。     

特征与错位拟合的CCD图像无缝拼接

针对“天绘一号”01、02星高分辨率相机品字形CCD机械结构的特点, 分析了引起高分辨率片间CCD图像错位的影响因素, 利用实验数据定量描述了片间CCD图像错位现象。提出了基于特征的图像重叠区域同名点自动提取和优化方法, 针对错位帧数据建立了错位拟合函数修正模型。预处理试验表明本文所述方法有效解决了高分辨率相机的图像错位问题, 实现了CCD图像的无缝拼接。     

因瓦条码水准标尺竖向检测系统的建立

根据因瓦条码水准标尺的使用与检定要求,利用图像处理、数据实时传输与控制技术建立因瓦条码水准标尺竖向自动检测系统.本系统集成了双频激光干涉仪、双CCD相机、竖向运动控制设备、环境采集与数据自动处理软件等子模块,在尽量还原因瓦条码水准标尺使用状态的情况下,完成了检定工作,较其他检测系统具有占地空间小、操作简单、检定可靠性更优、效率更高等优点.     

DLT方法在遥感相机几何定标中的应用

为建立适用于遥感相机定标的实验室,需要有几何标定的算法和软件对摄影图像进行计算.使用近景摄影测量中基于3维控制场的定标方法,对单CCD四波段遥感相机进行了几何定标,研究并自主编程实现了直接线性变换DLT(Direct Linear Transformation)算法,与基于空间后方交会算法的定标结果进行了精度对比.结论...     

轻小型组合宽角低空相机检校技术研究

轻小型组合宽角低空相机由四个非量测的CCD面阵相机组合而成,其内方位元素未知,并且相机畸变差较大.而无人机航空摄影测量作业对CCD相机的光学畸变参数有较高的要求,因为参数的一个像素的误差常常会导致地面几米甚至数十米的误差,因此对组合相机进行高精度检校是无人机航空摄影测量作业的关键步骤.本文采用多片空间后方交会方法在室外...     

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.     

由小面阵CCD组合构成宽角航空相机

本文研究由多台小面阵CCD相机构建组合式宽角航空相机的新方法———包括由3台或4台相机组合构建的多相机系统结构,由其分离的各影像转换成等效大影像的数学表达;利用室外和室内近景相机检校场对组合相机系统进行高精度检校的内容、解算方法和检校结果;最后给出了以3相机组合系统装备无人驾驶飞行器(UAV II)进行低空摄影的影像成果。     

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。     

HIGH PRECISION CCD CALIBRATION AND ITS APPLICATIONS

ABSTRACT

With the help of CCD images, the realization of high precision positioning and measurement has become the basic standard for machine vision and real time photogrammetry systems. However, deformation and other sorts of degradation occurring during transmission are major limiting factors of the precision attainable with most current CCD cameras and frame grabbers. So a precise radiometric and geometric transmission of images from CCD sensor to memory is a fundamental aspect of CCD camera calibration. The geometric calibration system, which uses some image processing algorithms of the CCD camera based on the researched and developed system is discussed. The reliability and validity are also discussed. The experimental results for the calibration of the CCD array will be taken as an important quality index for CCD evaluation.     

TDI CCD交错拼接推扫相机严格几何模型构建与优化

时间延迟积分电荷耦合器件(TDI CCD)交错拼接推扫相机,是指焦平面上交错成两行排列多个TDI CCD阵列,并采用推扫成像方式的光学相机。为兼顾空间分辨率与地面覆盖宽度,当前较多的高分辨率光学遥感卫星都搭载了此类相机。本文总结了此类相机的成像原理和特点,基于成像瞬间多片CCD共享一套外方位元素的特点构建了该类相机的"整体几何模型"。针对定位过程中的外部误差和内部误差,基于整体几何模型设计了相应的内外误差补偿方案,对该类相机几何模型的优化进行了研究。以8片TDI CCD交错拼接的天绘一号(TH-1)卫星高分相机原始影像为试验数据设计了多组试验对本文方法进行验证。结果表明:本文的整体几何模型可严格描述该类相机的原始几何物像关系;仅进行外部误差补偿时,影像定位精度显著提升,但各分片CCD影像残留有不同的系统误差;仅进行内部误差补偿时,影像定位精度没有显著提升,但各分片CCD影像定位精度的一致性得到明显改善;对内部、外部误差均补偿后,影像在X、Y、Z方向的定位精度皆优于2m,且各分片CCD影像定位精度具备一致性;将计算出的内部误差补偿参数应用于成像时间间隔22d的其他多景影像时仍达到了同样的定位精度。     

面阵CCD数字航测相机影像几何拼接误差模型与分析

分析了多镜头、多面阵CCD航空影像的几何特点；构建了利用多个面阵CCD影像合成大像幅、中心投影数字航空影像的误差模型；详细分析了影像拼接误差对成图精度的影响；同时，从理论上推导出建立多面阵CCD数字航空测量相机系统所涉及的若干关键技术指标，并通过模拟数据验证了理论分析的正确性。     

北京地区HJ-1卫星CCD数据的气溶胶反演及在大气校正中的应用

与现有的大气卫星传感器相比,环境一号卫星(HJ-1)CCD相机具有较高的空间分辨率(30m),使得在城市地区找到光谱纯像元的机率大大增加。本文提出一种基于纯像元提取的城市地区气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth,AOD)反演算法,利用像元纯净指数来提取CCD影像上的纯像元,并由HJ-1A星和B星的多时相CCD观测数据结合地表双向反射率模型确定纯像元的地表反射特性,在此基础上反演AOD。与AERONET地基测量数据的对比表明,该算法具有较高精度,相关系数为0.83,线性拟合斜率为1.091,截距为0.053。基于该方法的AOD反演结果作为输入,能较大程度提高HJ-1卫星CCD影像大气校正的精度。     

TDI CCD相机动态成像对几何质量的影响研究

本文通过影像模拟的方法分析动态积分成像对空间TDI CCD相机成像几何质量的影响。首先对卫星固有推扫速度、像移速度与电荷转移速度失配、卫星三轴姿态运动及偏流角误差等4种动态成像因素进行了介绍,建立了4种因素的数学模型;在此基础上提出了空间TDI CCD相机成像模拟方法;最后提出统计单级静态影像和多级动态合成影像配准误差的分布特点评价与4种因素有关的内部几何质量,统计低阶多项式拟合的姿态曲线与实际姿态曲线条件下地面点像方误差的分布特点评价外部几何质量。