本文關鍵詞：基于圖像匹配的航空相機大速高比測量技術研究

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【摘要】：本文的主要研究內容是采用圖像匹配的方式對航空相機飛行過程中的載機瞬時速高比值進行精確測量,并應用于像移補償工作以提高航空相機成像質量。現(xiàn)有的航空相機像移補償裝置在載機飛行速高比值較大的情況下對圖像進行像移補償后的成像質量無法達到項目的精度需求,導致該現(xiàn)象最主要的原因是速高比值測量精度過低,因此本課題的研究重點是在大速高比值情況下實現(xiàn)其精確測量。課題研究過程中綜合分析了傳統(tǒng)機械式速高比值測量方式依據(jù)的工作原理和存在的問題,指出滿足航空相機現(xiàn)階段發(fā)展需求的速高比值測量方式應該具備體積小、重量輕、功耗小、集成度高、實時性高等多種特性。論文采用基于圖像匹配的數(shù)字式測量方式對航空相機瞬時速高比值進行精確測量,工作原理為取連續(xù)拍攝的兩幅航空圖片進行匹配得到幀間像移量,利用兩圖像的相對移動距離計算出速高比值。論文首先對基于圖像匹配的速高比值測量方式進行了系統(tǒng)的理論分析和誤差分析,選定相機參數(shù),依據(jù)理論分析計算速高比測量誤差及像移補償誤差驗證該測量方式的理論可行性;然后對幾種經(jīng)典的圖像匹配方式進行了分析論證,并對灰度相關算法和相位相關算法進行了仿真對比驗證,通過分析對比驗證結果決定采用相位相關算法作為本文選用的圖像匹配算法;同時為提高該測量方式的測量精度和使用范圍,對相位相關算法進行了一定的改進:在原有算法的基礎上增加了對數(shù)極坐標變換和插值算法以解決旋轉圖像的匹配和圖像的亞像元精度匹配;最后搭建實驗平臺,驗證速高比值測量精度能否達到理論分析的精度水平,并使用測量得到的速高比值計算航空相機像移補償誤差,實驗結果證明使用該方式測得的速高比值進行航空相機像移補償后的圖像質量可以滿足航空相機成像質量要求,驗證了該測量方式的實際可操作性。論文最后指出了基于圖像匹配的速高比測量方式的待改進之處及下一步工作展望。
【關鍵詞】：速高比 像移量 圖像匹配 成像質量 像移補償
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（光電技術研究所）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V245.6;TP391.41
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 引言8
• 1.2 研究背景介紹8-11
• 1.3 研究意義11-14
• 1.4 速高比測量方式簡介14-15
• 1.5 文章組織結構15-17
• 2 傳統(tǒng)速高比測量方式17-25
• 2.1 掃描相關法17-18
• 2.2 空間濾波法18-20
• 2.3 光程差法20-21
• 2.4 外差法21-23
• 2.5 直接測量法23-24
• 2.6 本章小結24-25
• 3 基于圖像匹配的速高比測量原理及誤差分析25-35
• 3.1 測量原理25-26
• 3.2 速高比測量誤差分析26-31
• 3.2.1 調焦誤差26-27
• 3.2.2 圖像匹配誤差27-28
• 3.2.3 載機飛行姿態(tài)誤差28-31
• 3.3 測量系統(tǒng)相機參數(shù)選擇31-32
• 3.4 像移補償誤差32-34
• 3.5 本章小結34-35
• 4 基于圖像匹配的速高比測量仿真驗證35-45
• 4.1 圖像匹配算法概述35-36
• 4.1.1 基于灰度的圖像匹配算法35-36
• 4.1.2 基于特征的圖像匹配算法36
• 4.1.3 基于變換域的圖像匹配算法36
• 4.2 圖像匹配算法仿真驗證36-41
• 4.2.1 歸一化灰度互相關算法37
• 4.2.2 相位相關算法37-38
• 4.2.3 圖像匹配算法仿真對比驗證38-41
• 4.3 相位相關算法改進41-44
• 4.3.1 圖像的亞像元匹配41-42
• 4.3.2 旋轉圖像的修正匹配42-44
• 4.4 本章小結44-45
• 5 實驗驗證及結果分析45-50
• 5.1 實驗方案設定45-46
• 5.2 實驗驗證46-49
• 5.3 實驗結果分析49
• 5.4 本章小結49-50
• 6 工作總結與展望50-52
• 6.1 工作總結50
• 6.2 工作展望50-52
• 參考文獻52-55
• 作者簡歷及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果55

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 許偉偉;基于圖像匹配的航空相機大速高比測量技術研究[D];中國科學院研究生院（光電技術研究所）;2015年

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本文編號：1018561