高分辨率长焦广角低畸变光学成像系统设计

鉴于全视角高精度三维测量仪中现有光学成像系统无法同时满足大视角、高分辨率和低畸变等技术指标,为此设计了一种能够同时克服上述缺陷的光学成像和畸变校正系统。采用复杂化双高斯结构形式进行f-θ镜头设计,引入非球面提高系统成像质量。实验结果表明,设计的光学系统为长焦广角低畸变高分辨率光学系统,在环境温度-10℃~70℃下,视场角达到90°,畸变小于-0.001 67%,传递函数达到0.4@100lp/mm,可实现工作距离3m^100m成像清晰。同时,光学系统中非球面镜片的面型精度会对成像质量产生很大的影响,根据公差分析,非球面的面型精度PV值小于0.17μm时系统成像质量满足要求,实际加工过程中非球面面型PV值达到0.158μm,传递函数达到设计指标要求,提高了系统的成像质量。

基于非线性样条插值的大广角相机畸变校正方法

针对现有的棋盘格检测方法只能检测规则的棋盘格的问题,改进了基于生长法的棋盘格检测和匹配部分,使其能够生长出非规则的棋盘格,以增加棋盘内角点数据。针对目前大广角相机广角方向及复杂镜片的畸变校正方法存在精确性问题,提出了使用薄板样条(thin-plate spline)和双简谐(biharmonic)插值算法来解决畸变的方法。该方法通过散乱的多个数据点进行控制,使其趋近数据点目标值,从而拟合出映射曲面达到去畸变的目的。实验结果证明了该方法的可行性和鲁棒性,提高了复杂畸变和广角相机畸变在广角方向上的校正精度。

基于混合蛙跳优化算法的图像畸变校正研究

图像畸变校正是分布式孔径系统(DAS)需要解决的先期问题。介绍了描述图像径向与切向畸变的Brown模型及其畸变量(适应度)度量标准;讨论了智能优化算法之一的混合蛙跳算法(SFLA)及其初始种群拉丁超立方抽样(LHS)算法;分别对光线追迹畸变模型、Brown畸变模型进行了图像仿真和畸变校正处理。结果显示,原始点与校正点的最大误差距离在2个像素以内,验证了算法的有效性。最后应用该方法到实际广角CCD相机拍摄的靶纸校正中,得到了较满意的结果。该算法和仿真分析结果对DAS系统的研制具有一定理论和实验意义。

无人机平台航空遥感监测核电站温排水--以辽宁省红沿河核电站为例

针对现有监测技术手段难以满足核电站温排水常态化监测业务需求的现状,以辽宁省红沿河核电站温排水监测为例,构建基于无人机平台的航空遥感监测系统,开展温排水热扩散信息的遥感提取研究,并分别以四次多项式拟合及同步实测数据订正实现广角成像畸变校正与水体表面温度信息的获取。独立样本同步实测数据验证表明,水体表面温度反演平均偏差在0. 4℃以内。结果分析显示,高效、便捷的无人机平台遥感监测系统可有效弥补现有监测技术手段的不足,且精度较高,有望在核电站温排水环境影响评估及业务监测中得到进一步的推广应用。