锥套红外图像的匹配算法研究

摘要

空中加油技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用，已经成为各国空中军事力量的倍增器。空中加油在夜间及恶劣天气条件下视觉导航系统所采集的可见光成像模糊偏暗，无法实现加油锥套和受油探头的对接。而由红外线反射所形成的图像可以将不可见的物体变得可见。论文主要对夜间条件下锥套红外图像的匹配展开研究，实现夜间条件下的空中对接功能。
　　首先，论文介绍了红外图像的成像机理，分析了被动式成像系统和主动式红外成像系统的组成和区别，对多个场景多种目标采集的红外图像进行特征分析。针对红外图像本身的特点，对红外图像进行预处理的研究，提高红外图像的对比度，消除背景干扰噪声等。
　　然后，论文研究了基于灰度的红外图像匹配算法。主要对相似性测度准则进行了对比分析，并提出了一种基于多分辨率思想的复合快速匹配的算法，实现最低分辨率图像到最高分辨率图像由粗到精的匹配。结果表明，该算法具有较高的匹配速度和匹配精度。
　　接着，论文对基于特征的红外图像匹配算法开展了研究。首先对几种特征点提取算法原理详细描述分析，并选取 Harris算子结合 NCC算法实现了特征点的匹配，实验结果表明该算法的匹配错误率较高。然后研究了SIFT算法的特征提取、特征描述以及特征匹配方法，提出了一种HDRSIFT算法，从减少特征点以及降维两方面对SIFT算法进行了改进，大量的实验分析表明，和SIFT算法相比，HDRSIFT算法在匹配效率和匹配正确性方面，都具有较好的性能。
　　论文最后构建了一套锥套红外图像采集系统，开发设计了基于灰度匹配和特征匹配的双重锥套检测程序。实验结果表明本文研究的算法能够有效的对红外图像中的锥套进行检测，具有较好的检测稳定性和时间效率。

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注释表

第一章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2基于图像匹配的空中加油技术的发展概况

1.3本文研究的主要内容和结构

第二章 红外成像特征分析及预处理

2.1引言

2.2红外热成像原理

2.3红外成像系统的组成

2.4红外图像特征分析

2.5红外图像的预处理

2.6本章小结

第三章 基于灰度的红外图像匹配算法研究

3.1引言

3.2图像匹配的概述

3.3相似性测度准则

3.4基于多分辨率思想的复合匹配算法研究

3.5红外图像灰度匹配仿真分析

3.6本章小结

第四章 基于特征的红外图像匹配算法研究

4.1引言

4.2图像匹配特征的提取

4.3 SIFT匹配算法

4.4基于SIFT的改进HDRSIFT算法研究

4.5 SIFT及HDRSIFT算法的实验结果分析

4.6本章小结

第五章 锥套红外图像匹配算法的实验验证

5.1引言

5.2锥套红外图像采集系统架构设计

5.3锥套的检测研究

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文工作总结

6.2后续工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文