弱透视投影成像条件下低空遥感影像的拼接方法

无人飞行器低空遥感监测影像的拼接应具备快速、高效等特点,D.G.Lowe提出的基于SIFT特征匹配全景影像自动镶嵌算法无需人工交互,具有很强的鲁棒性,但是全景镶嵌算法主要是针对传感器在固定位置围绕竖直轴向360°旋转采集的序列影像,因此,并不适应用于无人飞行器遥感监测影像的拼接。根据无人飞行器遥感监测在弱透视投影条件下的成像模型和影像数据是按照设定航线等间距获取等特点,对基于SIFT特征匹配的影像自动镶嵌算法在影像空间变换等方面进行改进,同时增加了畸变校正、边缘裁切等预处理方法,形成完整的无人飞行遥感监测影像拼接流程,并通过试验证明该算法的可行性。

靶场飞行目标弱透视投影姿态测量可行性研究

为了探讨弱透视投影应用于靶场远距离、小视场姿态测量的可行性,以轴对称回转体目标为例,充分利用透视成像信息及弱透视投影原理,逆向推导了单站弱透视投影的姿态测量模型,实际试验结果证明了弱透视投影在靶场姿态测量中的可行性,在文中所述的试验环境下,弱透视投影与透视投影之间误差不超过0.05°;明确了在靶场远距离、小视场姿态测量环境下,弱透视投影误差主要来源于作用距离;推导了算法适用的极限作用距离。以上研究为靶场弱透视投影远距离、小视场姿态测量奠定了一定的理论基础。

基于特征直线的目标被动定位方法

提出一种利用导引头图像信息进行飞机目标被动定位的方法。该方法以目标可预知的先验几何特征为基础,并基于摄像系统视场较小且目标距离远大于目标尺寸时,成像模型可用弱透视投影近似的事实,推导出借助特征直线估计目标距离的单目视觉算法。与传统的目标定位方法不同,该算法通过特征直线的成像尺寸以及相互夹角反映目标成像姿态的变化,使得目标定位算法不依赖于对目标姿态的估计,提高了不同的空间姿态下目标定位的准确性。实验结果表明,该算法能够在低信噪比情况下准确定位目标,且算法不受目标姿态的影响。

基于计算机视觉的飞行器姿态快速估计方法

对无人飞行器编队中,队形保持阶段的飞行器姿态估计问题,进行了探索研究和仿真分析;基于计算机视觉中的弱透视投影理论,提出了一种快速的飞行器相对姿态估计方法;利用机载摄像头获得飞行器图像,提取、匹配飞行器图像的三个特征点,用图像中第四点决定姿态变化的方向,实现相对姿态的估计;通过仿真实验分析表明,提出的方法不依赖于特定的飞行器模型,不需要飞行器正面视图;且方法运算快速,计算简单,准确性较高,可以用于飞行器实时姿态估计。