无人机机载鱼眼镜头图像校正的应用研究

发布时间：2024-03-25 20:18

　　在小型集群式无人机编队飞行的应用场景下,摄像机作为无人机的主要传感器之一,为了实现多种用途而得到了大量应用。例如,当无人机携带的其他传感器和传输方法不能很好地工作时,摄像机捕获视觉信息作为一种重要的替代方法,保证了信息的获取和传输。然而在通常情况下,每架无人机所携带的针孔摄像机的视角场往往在40度至50度之间,每架相机的视觉范围较小,造成无人机信息获取能力受阻,编队飞行中的无人机之间存在较大的视野盲区,会危及集群式无人机的飞行安全。此时,可以通过使用鱼眼镜头来扩大视角场,减小盲区的范围。本文对在小型集群式无人机编队飞行中使用鱼眼镜头的应用研究包括:通过介绍鱼眼镜头的光学结构与通用模型,与传统针孔相机的成像模型对比,分析了畸变产生的原因;总结了四种鱼眼镜头设计模型的成像特点以及鱼眼图像的成像种类、畸变类型。以球面定位校正算法为例说明了对鱼眼图像进行轮廓提取的必要性,并且通过实验对比了面积统计法和扫描线逼近法提取效果对后续畸变校正算法的影响,说明了准确提取轮廓的重要性。在无人机携带鱼眼镜头飞行的场景下,鱼眼镜头与太阳这一强光源的相对位置不断变换,导致图像成像区域外存在形状和位置不断变化的光...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1.球面坐标定位校正当视角小于180度时，需要把视角场转换到180度才能通过上述办法实现球面坐标定位校正

图1-1.球面坐标定位校正180度时，需要把视角场转换到180度才能通过设待校正的图像视场角为，半径为r，则需制将半径扩大至R：sin()2rR图1-2所示：

图1-2.标准圆半径的求取除了球面坐标定位校正外，平面校正算法还包括一类通过选取采样点（控制

31-2.标准圆半径的求取平面校正算法还包括一类通表示畸变模型，用以描述鱼模型：22(1)(1+)udduddxxkryykr

图1-3.球面透视投影模型

0()/yvvf的焦距，00(u,v)为畸变图形的圆心坐标。式坐标变换的校正方法往往需要二元五阶现对畸变图像的校正。当多项式阶数继续复杂度显著增加。多项式模型计算复杂且图像中已知为直线的景物上手动的选择，实时自动校正的条件。包括经纬度校正，柱面投影校正....

图2-1.鱼眼观察范围由于平行进入透镜的入射光线对应的像点不具备光照密度，不能被感光器感

头拍摄图像的视角场在90度至120度不同度至180度，甚至有的鱼眼镜头拥有270了不同于传统镜头的光学结构和设计模型景物信息的压缩投影。但是与此同时不可现鱼眼镜头图像的校正恢复，将其转换为先要研究其光学结构和投影模型。光学结构光的折射和光路可逆性原理设计制作，用以....

本文编号：3938820