低空无人机载组合宽角相机关键技术研究与性能分析
| 摘要 | 第7-9页 |
| ABSTRACT | 第9-11页 |
| 目录 | 第13-18页 |
| 第一章 绪论 | 第18-35页 |
| 1.1 研究背景 | 第18-19页 |
| 1.2 研究目的与意义 | 第19-22页 |
| 1.2.1 应用方面 | 第19-21页 |
| 1.2.2 理论方面 | 第21-22页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第22-30页 |
| 1.3.1 UAV平台 | 第22-24页 |
| 1.3.2 UAV载组合相机 | 第24-25页 |
| 1.3.3 航空摄影的光度学原理及其应用 | 第25-27页 |
| 1.3.4 航摄影像的信息度量与评价 | 第27-30页 |
| 1.4 研究内容与章节安排 | 第30-34页 |
| 1.4.1 研究目标 | 第30页 |
| 1.4.2 研究内容 | 第30-32页 |
| 1.4.3 章节安排 | 第32-34页 |
| 1.5 本章小结 | 第34-35页 |
| 第二章 组合宽角相机的构造设计 | 第35-64页 |
| 2.1 有人机载宽幅面航空相机概述 | 第35-42页 |
| 2.1.1 发展现状与趋势 | 第35-37页 |
| 2.1.2 相对于UAV平台的局限性 | 第37-38页 |
| 2.1.3 构造方式与主要参数 | 第38-42页 |
| 2.2 宽幅航空相机构造设计的分析 | 第42-54页 |
| 2.2.2 CCD类型 | 第43-46页 |
| 2.2.3 CCD拼接方式 | 第46-48页 |
| 2.2.4 曝光控制方式 | 第48-49页 |
| 2.2.5 成像波段与彩色影像生成 | 第49-50页 |
| 2.2.6 镜头或(子)相机数量 | 第50-51页 |
| 2.2.7 像移补偿 | 第51-53页 |
| 2.2.8 视场角 | 第53-54页 |
| 2.2.9 GPS/IMU系统集成 | 第54页 |
| 2.3 UAV载宽幅航空相机构造设计的依据 | 第54-59页 |
| 2.3.1 推扫式与框幅式比较 | 第55页 |
| 2.3.2 内视场拼接与外视场拼接比较 | 第55-56页 |
| 2.3.3 毗连曝光与同步曝光比较 | 第56页 |
| 2.3.4 Bayer模式与多波段影像融合比较 | 第56-57页 |
| 2.3.5 镜头或(子)相机数量比较 | 第57页 |
| 2.3.6 像移补偿方式的比较 | 第57-58页 |
| 2.3.7 视场角的比较 | 第58-59页 |
| 2.3.8 是否集成GPS/IMU系统的比较 | 第59页 |
| 2.4 组合宽角相机的构造设计与选型 | 第59-63页 |
| 2.4.1 单相机选型 | 第60-62页 |
| 2.4.2 组合结构设计 | 第62页 |
| 2.4.3 组合宽角相机的结构图 | 第62-63页 |
| 2.5 本章小节 | 第63-64页 |
| 第三章 组合宽角相机的几何光学原理 | 第64-88页 |
| 3.1 组合宽角相机的数学模型 | 第64-75页 |
| 3.1.1 基准相机与虚拟相机之间的相互关系 | 第64-65页 |
| 3.1.2 虚拟像空间坐标系的建立 | 第65-67页 |
| 3.1.3 子相机间几何关系的推导 | 第67-69页 |
| 3.1.4 子相机与虚拟相机之间的相互转换 | 第69-72页 |
| 3.1.5 虚拟影像数学模型分析 | 第72-75页 |
| 3.2 组合宽角相机的几何检校 | 第75-86页 |
| 3.2.1 单相机几何检校 | 第75-81页 |
| 3.2.2 多相机联合几何检校 | 第81-82页 |
| 3.2.3 几何检校结果分析 | 第82-86页 |
| 3.3 本章小结 | 第86-88页 |
| 第四章 组合宽角相机虚拟影像的自检校拼接 | 第88-114页 |
| 4.1 现有自检校拼接算法 | 第88-89页 |
| 4.2 自检校拼接的数学模型 | 第89-96页 |
| 4.3 短基线影像的快速匹配 | 第96-106页 |
| 4.3.1 点特征提取 | 第96-99页 |
| 4.3.2 相似性测度 | 第99页 |
| 4.3.3 精化匹配点 | 第99-101页 |
| 4.3.4 匹配策略 | 第101页 |
| 4.3.5 粗差剔除 | 第101-103页 |
| 4.3.6 匹配流程 | 第103-106页 |
| 4.4 自检校拼接的实际流程 | 第106-110页 |
| 4.5 自检校拼接的精度分析 | 第110-113页 |
| 4.6 本章小结 | 第113-114页 |
| 第五章 组合宽角相机的光度学原理及色彩平衡应用 | 第114-147页 |
| 5.1 低空航测的光度学原理 | 第114-117页 |
| 5.1.1 辐射度学与光度学的对比 | 第114-115页 |
| 5.1.2 辐射度量与光辐射度量 | 第115-117页 |
| 5.2 数码相机的光度学原理 | 第117-124页 |
| 5.2.1 像面照度与曝光量 | 第117-119页 |
| 5.2.2 数码相机的曝光参数与曝光控制 | 第119-124页 |
| 5.3 虚拟影像的色彩平衡原理 | 第124-138页 |
| 5.3.1 数码相机的成像过程 | 第125-127页 |
| 5.3.2 辐射响应函数的估计 | 第127-130页 |
| 5.3.3 色彩平衡原理 | 第130-135页 |
| 5.3.4 稳健性估计 | 第135-137页 |
| 5.3.5 拼接线处理 | 第137-138页 |
| 5.4 色彩平衡的试验与分析 | 第138-146页 |
| 5.4.1 辐射响应函数的估计结果 | 第138-140页 |
| 5.4.2 影像曝光量比例因子的估计结果 | 第140-143页 |
| 5.4.3 拼接线处理的实际过程 | 第143-144页 |
| 5.4.4 虚拟影像色彩平衡对比 | 第144页 |
| 5.4.5 与其它色彩平衡方法的对比 | 第144-146页 |
| 5.5 本章小结 | 第146-147页 |
| 第六章 组合宽角相机的影像信息度量与性能评价 | 第147-175页 |
| 6.1 影像信息度量的信息论基础 | 第147-148页 |
| 6.2 影像信息度量的数学基础 | 第148-156页 |
| 6.2.1 信息熵 | 第148-150页 |
| 6.2.2 影像的信源观点 | 第150-151页 |
| 6.2.3 光学信息论的影像信息度量 | 第151-153页 |
| 6.2.4 本文的信息量计算公式 | 第153-156页 |
| 6.3 航摄影像信息量的影响因素及其试验和评价 | 第156-169页 |
| 6.3.1 空间分辨率 | 第156-159页 |
| 6.3.2 前向运动像移 | 第159-165页 |
| 6.3.3 相对航高 | 第165-169页 |
| 6.4 组合宽角相机的性能分析 | 第169-174页 |
| 6.4.1 低空光学优势 | 第169-171页 |
| 6.4.2 组合宽角相机的像移优势 | 第171-174页 |
| 6.5 本章小结 | 第174-175页 |
| 第七章 组合宽角相机的POS集成 | 第175-197页 |
| 7.1 低空UAV航测系统集成 | 第175-181页 |
| 7.1.1 POS系统 | 第176-177页 |
| 7.1.2 组合宽角相机控制器 | 第177页 |
| 7.1.3 任务设备管理计算机 | 第177-178页 |
| 7.1.4 机载位姿存储设备 | 第178页 |
| 7.1.5 地面成像监控系统与测控链路 | 第178-179页 |
| 7.1.6 配套软件 | 第179-181页 |
| 7.2 POS系统检校原理 | 第181-190页 |
| 7.2.1 POS系统常用坐标系 | 第182-184页 |
| 7.2.2 POS系统外方位元素转换原理 | 第184-187页 |
| 7.2.3 视准轴误差检校 | 第187-188页 |
| 7.2.4 POS系统的同步差估计 | 第188-190页 |
| 7.3 试验与分析 | 第190-196页 |
| 7.3.1 试验区概况 | 第190-191页 |
| 7.3.2 POS系统检校精度的试验与分析 | 第191-194页 |
| 7.3.3 组合宽角相机几何精度的试验与分析 | 第194页 |
| 7.3.4 POS辅助的稀少控制点试验与分析 | 第194-196页 |
| 7.4 本章小结 | 第196-197页 |
| 第八章 航空摄影工程实例 | 第197-207页 |
| 8.1 测区概况 | 第197页 |
| 8.2 航线规划 | 第197-200页 |
| 8.2.1 出航航段与返航航段 | 第198-199页 |
| 8.2.2 测绘航段 | 第199-200页 |
| 8.3 航摄传感器 | 第200-201页 |
| 8.4 航空摄影质量评价 | 第201-206页 |
| 8.4.1 数据预处理 | 第201-203页 |
| 8.4.2 自由网空三精度 | 第203-204页 |
| 8.4.3 自由比例尺正射影像 | 第204-206页 |
| 8.5 本章小结 | 第206-207页 |
| 第九章 结论与展望 | 第207-210页 |
| 9.1 主要研究工作与创新 | 第207-208页 |
| 9.2 有待研究与解决的问题 | 第208-210页 |
| 附录 | 第210-215页 |
| 参考文献 | 第215-224页 |
| 攻读博士期间发表的论文和科研情况 | 第224-226页 |
| 致谢 | 第226-228页 |
