弹道相机图像分析系统与普通扫描仪精确标定

研制该系统的目的是对弹道干板进行数字化、高精度、高自动化的判读,代替传统上低效率的人工判读方法。该系统使用普通平板扫描仪将弹道相机拍摄到的干板图像进行数字化并对扫描图像进行高精度的标定和修正,再利用数字图像处理技术对于板图像进行分析判读。着重叙述了用分布于待测图像四周的标准正交网络对包括待测图像在内的全场进行标定和修正的方法及实验结果。经过本方法标定和修正后,扫描图像几何标准偏差在2～3μm以内。该判读系统及所用到的扫描仪标定方法,实现了弹道干板的数字化、自动化的高精度判读,使普通扫描仪可用于精度要求极高的工程测量。     

全同与非全同系统的混沌同步

在研究全同系统混沌同步的基础上提出非全同系统的混沌同步，并研究了它的锁定条件、横向二分岔稳定性以及吸收贫筛孔等问题，非全同系统较全同系统更易实现，也包含了更多的可控参量。     

最小核植相似区低层次图像处理算法的改进及应用

首先介绍一种能有效地进行边缘、角点检测和滤波等低层次图像处理的最小核植相似区算法,然后提出自适应阈值的选取方法,局部区域灰度重心判据对其算法的改进使得边缘检测算法抗噪能力更强。针对序列图像的具体应用,用改进的边缘检测算法能准确、快速地从噪声图像中得到较准确的边缘信息,用滤波算法对序列图像作预处理,可使互相关跟踪结果更可靠。     

Three dimensional movement measurement for the wing of a flying airplane

The movement parameters of a wing of a flying airplane are important for its design, analysis and life-estimation, while the three dimensional (3D) measurement of these parameters is a difficult task. A measurement setup is proposed as well as its corresponding calibration methods for the camera system on both ground condition and air condition, image processing algorithms and a new method of locating 3D straight lines through plane-plane intersection are developed. The test results show that the 3D measurement accuracy in the condition of flying in the air can be better than 1 mm.     

数字式光测胶片图像自动分析系统

介绍数字式光测胶片图像自动分析系统。该系统在数字图像处理与分析的基础上,完成基于光测胶片序列图像的高精度运动测量。还介绍该系统采用的主要数字图像分析技术与目标跟踪预测技术。     

基于图像的三维刚体运动估计算法比较

基于图像特征点对应估计三维刚体运动是计算机视觉的一个基本问题。对四种常用的运动估计算法,包括基于三维特征点的奇异值分解法、正交分解法、单位四元数法和基于二维特征点的"8点算法",通过大量仿真实验和一个机载目标运动光测系统进行了精度,稳定性和效率的比较。结论表明,基于三维特征的算法比基于二维特征的算法精度高、稳定性好,效率高。其中在基于三维特征的算法中,奇异值分解法效率更高,单位四元数法稳定性更好,在基于二维特征的算法中采用非线性优化是必须的,而增加特征点数和降低噪声水平对四种算法都能提高精度。讨论了这些结论对解决实际问题的作用。     

用射影不变性纠正鱼眼镜头畸变

计算机视觉通常采用针孔摄像机模型，但对于存在较大畸变的鱼眼镜头或广角镜头，必须首先纠正镜头畸变才能应用针孔模型。为了从同时存在透视变形和鱼眼畸变的图像中纠正鱼眼畸变，采用了以下射影不变性：空间中直线的投影为直线；平行直线束的投影平行或相交于一点；直线段投影的交比不变。首先，用待纠正的鱼眼镜头对一幅等间隔正交网格图成像，提取网格结点作为控制点，然后用射影不变性求解畸变模型，达到纠正畸变的目的。该算法巧妙地运用三次方程的Cardan解法。大大提高了速度。结果表明，运用该方法纠正鱼眼镜头畸变速度快、精度高。     

最小核值相似区低层次图像处理算法的改进及应用

首先介绍一种能有效地进行边缘、角点检测和滤波等低层次图像处理的最小核值相似区算法,然后提出自适应阈值的选取方法,局部区域灰度重心判据对其算法的改进使得边缘检测算法抗噪能力更强。针对序列图像的具体应用,用改进的边缘检测算法能准确、快速地从噪声图像中得到较准确的边缘信息,用滤波算法对序列图像作预处理,可使互相关跟踪结果更可靠、更准确。     

扫描仪精确标定与基于扫描图像的精密测量

分析了普通平板扫描仪扫描过程中引入畸变误差的成因和特点，提出并实现了用分布于待测图像四周的正交网格对包括待测图像在内的全场进行标定的方法和算法．标定后精度提高一个数量级以上，全场几何标准偏差在2—3微米以内，使普通扫描仪可用于精度要求极高的工程测量．用扫描仪将干板等介质记录的图像数字化，通过标定，修正扫描过程中引入的畸变误差，即可利用数字图像处理技术进行自动和半自动的精密测量．     

网格法及其在大变形测量中的应用

网格法具有操作简单、测量范围大、易于自动处理等特点。本文首先介绍了网格法测量的基本原理,其次用仿真的实验对网格法进行了检验,最后用皮革材料进行了拉伸实验。由于对镜头误差得到了修正、变形前后的网格点得到了自动匹配,从而实现了大变形的自动高精度测量。