《航空低照度寬幅可見光成像技術》從低照度的概念內(nèi)涵入手,梳理總結低照度可見光成像基本原理與技術發(fā)展情況,簡要介紹低照度可見光相機系統(tǒng)的工作原理、主要構成及功能。在系統(tǒng)分析影響相機動態(tài)范圍因素的基礎上,從硬件、軟件兩個方面分別介紹了低照度高動態(tài)可見光成像的實現(xiàn)途徑和方法,分析了低照度高動態(tài)可見光成像優(yōu)點:介紹了擺掃成像原理及擺掃成像模式分析與優(yōu)化設計方法,闡述了面陣擺掃成像擴大成像幅寬的技術方法.重點研究了掃描像移補償方法與實現(xiàn):對低照度圖像處理技術進行了系統(tǒng)歸納、總結和研究,介紹了目標定位技術、相機幾何定標與輻射定標技術和相機的測試方法與精度分析:最后對低照度可見光相機的應用現(xiàn)狀與趨勢進行了展望?蔀閺氖潞娇粘上窦夹g研究的科研人員、高校師生以及其他相關專業(yè)的科技人員參考使用。
低照度相機技術是將機械學、光電子學、控制學和計算機學科結合起來的多學科綜合技術,具有在較低照度條件下能夠攝取清晰圖像的優(yōu)點,其最低照度響應值小于1lx。低照度可見光成像,即在可見光波段實現(xiàn)低照度環(huán)境條件下目標成像,其進步需要結合光學、控制、電子學、軟件算法等各方面技術的提升。本書系統(tǒng)闡述了低照度相機在研制過程中遇到的各類工程技術問題,并針對問題提出了相應的解決方法。
本書共7章,比較系統(tǒng)和全面地介紹了與低照度技術密切相關的內(nèi)容,主要包括目標輻射、高動態(tài)可見光成像、寬幅成像建模、目標定位技術、圖像處理技術、可見光相機測試及相機典型應用。第1章介紹了低照度的基本概念、低照度可見光成像原理、低照度可見光系統(tǒng)組成和相關技術;第2章對高動態(tài)可見光成像技術進行了詳細說明;第3章分析了寬幅成像建模方法及實現(xiàn)原理;第4章介紹了航空相機目標定位技術、基于POS系統(tǒng)的目標定位方法、基于POS系統(tǒng)的目標定位誤差分析;第5章介紹了低照度相機圖像處理中的相關技術,包括圖像去噪、圖像增強、基于單幀和多幀的超分辨率重構技術、基于并行設計的圖像處理方法,并給出處理結果;第6章介紹了低照度可見光相機的測試相關內(nèi)容,詳細分析了測試方法與流程;第7章對相機典型的應用場景進行了具體介紹。
本書以易于理解和工程實用的原則來組織章節(jié)架構,介紹理論知識的同時,盡量避免復雜的數(shù)學公式推導,將專業(yè)理論與應用背景或作者的工程經(jīng)驗有機結合,詳細介紹了低照度相機研制過程中遇到的技術難點,開闊了工程人員的技術思路,為讀者系統(tǒng)掌握低照度相機技術奠定基礎。
本書由楊洪濤、陳衛(wèi)寧、鄭浩、馬靜謹、曹劍中組織策劃,陳衛(wèi)寧、梅超、張廣棟、常三三、張洪偉、宋曉東、王華、方堯、張輝、郭惠楠具體編寫,各章分工如下:第1章由梅超、郭惠楠編寫,第2章由梅超、王華編寫,第3章由陳衛(wèi)寧、梅超、常三三編寫,第4章由張廣棟、陳衛(wèi)寧編寫,第5章由宋曉東、張輝、方堯編寫,第6章由陳衛(wèi)寧編寫,第7章由陳衛(wèi)寧、張洪偉編寫,陳衛(wèi)寧負責最后統(tǒng)稿。
本書從2017年開始編寫,作為中科院西安光學精密機械研究所的重要專著,在多位工程技術人員的努力下得到了不斷的完善。但由于作者水平有限,書中不足和錯誤之處在所難免,敬請同行專家和廣大讀者批評指正。
第1章 概述
1.1 低照度成像概述
1.1.1 低照度成像概念
1.1.2 環(huán)境照度成像與目標特性關系
1.1.3 影響低照度環(huán)境下的成像因素
1.2 低照度可見光成像概念
1.2.1 低照度可見光成像技術現(xiàn)狀
1.2.2 低照度成像分類
1.2.3 低照度可見光成像原理
1.2.4 低照度可見光成像與紅外成像對比
1.3 低照度可見光相機系統(tǒng)的組成與原理
1.3.1 相機系統(tǒng)工作原理
1.3.2 相機系統(tǒng)工作組成與功能
第2章 低照度高動態(tài)可見光成像
2.1 概述
2.1.1 動態(tài)范圍的概念
2.1.2 影響相機動態(tài)范圍的因素
2.2 低照度高動態(tài)可見光成像實現(xiàn)方法
2.2.1 高動態(tài)成像硬件實現(xiàn)方法
2.2.2 高動態(tài)成像軟件實現(xiàn)方法
2.3 低照度高動態(tài)可見光成像的優(yōu)點
第3章 低照度寬幅成像建模與實現(xiàn)
3.1 擺掃成像原理
3.1.1 擺掃成像特性分析
3.1.2 擺掃成像機理研究
3.1.3 擺掃成像中的關鍵問題
3.1.4 擺掃模式分析與優(yōu)化
3.2 掃描像移補償方法與實現(xiàn)
3.2.1 掃描像移模型的建立與分析計算
3.2.2 掃描像移補償結構形式選擇
3.2.3 掃描像移補償系統(tǒng)
第4章 低照度相機無源目標定位技術
4.1 概述
4.1.1 航空相機目標定位技術
4.1.2 航空相機目標定位方法
4.1.3 航空相機目標定位技術研究現(xiàn)狀
4.2 基于POS系統(tǒng)的航空相機目標定位方法
4.2.1 POS系統(tǒng)測量原理
4.2.2 POS系統(tǒng)桿臂誤差及補償
4.2.3 基于POS系統(tǒng)的目標定位常用坐標系
4.2.4 基于POS系統(tǒng)的目標定位方程
4.3 基于POS系統(tǒng)的航空相機目標定位誤差分析
4.3.1 基于POS系統(tǒng)的目標定位主要誤差源
4.3.2 基于POS系統(tǒng)的目標定位誤差模型
4.3.3 基于POS系統(tǒng)的目標定位誤差計算與仿真
4.4 相機標定及定標技術
4.4.1 IMU與相機安裝標定技術
4.4.2 相機內(nèi)方位元素標定
……
第5章 低照度圖像處理技術
第6章 低照度可見光相機測試技術
第7章 低照度相機的典型應用
參考文獻