面向无人应急遥感的CCD相机影像在线传输与拼接

摘要

近年来，无人应急遥感领域大量使用高性价比的非量测数码相机来获取用于目标量测目的的影像信息，并通过影像拼接获得关于目标场景的超高分辨率、大视场的全景图，在公共突发事件管理、地质自然灾害预警、应急救灾等无人机应急遥感领域以及智能机器人视觉导航、工业流水线产品质量检验、战场运动目标捕捉、航摄质量评估与引导等众多行业、部门有着广泛应用。然而，与昂贵的、工业级量测相机不同，这些非量测的普通数码相机虽通过光学系统、光电系统、信号和图像处理系统之间成像关系的综合计算以及系统一体化设计、参数联合优化手段，实现了影像数据的高效、高质量采集，但由于功能设计相对简单，不具备对外进行高速、实时数据传输的接口，使得采集的影像数据只能被记录于内部大容量存储设备，如CF卡，必须等到摄影全部完成后，才能从相机中取出作进一步的处理，从而难以满足实时摄影测量系统从目标摄影到位置获取一步完成的应用要求。 基于上述问题，本文开展面向无人应急遥感应用的CCD相机影像在线处理技术，通过无线网络(WIFI)方式、虚拟CCD相机CF卡工作模式两种方式来进行非量测CCD相机的影像数据实时采集与传输，并对实时采集到的CCD影像数据进行自动拼接，主要研究内容如下： 1.研究以无线网络（WIFI）的方式实现对面向无人应急遥感的CCD相机影像数据的采集与在线传输； 2.研究基于FPGA的影像数据在线采集系统，该系统通过虚拟CCD相机与CF卡工作模式的方式能简单替换CCD相机使用的CF卡来实现该相机影像的高速采集与在线传输； 3.在分析光流计算法局限性以及图像序列拼接累计误差基础上，融合傅里叶-梅林变换与光流计算估计CCD影像序列变换参数，并运用金字塔序列与基准图变换策略自动生成几何畸变小的拼接图像。

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第一章 绪 论

§1.1 论文研究背景与意义

§1.2 无人应急遥感国内外研究现状

§1.3 主要研究内容与结构安排

第二章 基于无线网络（WIFI）的CCD相机影像实时传输

§2.1 无线网络与CCD相机WIFI传输方式简介

§2.2 顾及拍摄控制的CCD影像WIFI传输方案与实现

§2.3 实验结果与分析

§2.4 本章小结

第三章 面向CF卡储存介质的CCD相机影像高速采集与传输

§3.1 CF卡工作模式与接口简介

§3.2 虚拟CCD相机CF卡工作模式的影像高速采集与传输方案

§3.3 基于FPGA的CCD相机影像高速采集与传输系统设计实现

§3.4 实验结果与分析

§3.5 本章小结

第四章 融合傅里叶-梅林变换与光流计算的CCD影像拼接

§4.1 融合傅里叶-梅林变换与光流计算的图像变换参数求解

§4.2 金字塔序列与基准图变换策略下的图像拼接累计误差消除

§4.3 实验结果与分析

§4.4 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 本文工作总结

§5.2 研究展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果