一、大视场短焦距CCD成像系统畸变校正研究（论文文献综述）
李兵,胡皓程,闵锐,曹良才[1]（2022）在《一种成像式亮度计校正方法》文中指出采用图像传感器的成像式亮度计可通过短焦距成像物镜实现大视场和空间分辨的亮度测量,但仍存在图像传感器像素非线性响应,短焦物镜产生的强烈渐晕效应及图像边缘畸变等问题。因此提出了一种成像式亮度计校正方法,利用标准辐射源法进行线性校正与平场校正,以获得线性修正系数和平场校正矩阵,通过几何坐标标定法获得畸变校正矩阵。采用焦距为12 mm的物镜及200万pixel的图像传感器搭建了成像式亮度计,经校正后完成了液晶显示屏发光亮度测量,与商用分光辐射亮度计进行了对比测试,测量相对误差不超过±2%,实现了大视场高精度空间分辨亮度测量。
王艳[2]（2021）在《基于一维图像组合的空间目标位姿测量关键技术研究》文中提出随着科技的发展,空间目标的位姿测量技术在航空、航天、工业等各领域发挥着举足轻重的作用,而基于光学图像的位姿测量技术则是近景摄影测量、计算机视觉和遥感等领域的研究热点,其具有非接触、设备简单及测量精度高等优点。近年来,随着线阵CCD、CMOS传感器技术的发展和线阵光学图像研究的深入,基于线阵光学图像传感器在空间目标位姿测量的优势得以展现。相比激光、雷达等其他非接触测量方式,其具有不可替代的作用。针对传统的基于面阵光学图像的位姿测量技术的精度和速度之间的矛盾,本文提出一种基于一维图像组合的空间目标高精度位姿估计方法,旨在完成对空间悬浮姿态运动目标的高精度位姿测量任务。课题研究应用于空间目标位姿测量的悬浮试验,针对线阵信号特性,提出了一种改进的高精度像点质心定位方法,基于线阵像机的成像机制,研究了一种新型的线阵像机标定方法,基于多线阵像机测量机制,建立了多线阵像机位姿测量系统的数学模型,开展了基于多线阵组合测量的空间目标高精度位姿估计算法研究,并建立了合作目标的高精度、快速的姿态解算模型。本文提出的方法可对装有惯导的被测目标运动参数进行校验,因此,实现多线阵CCD对空间运动点目标的运动检测,高精度地完成对运动目标的位姿测量将具有广泛的应用前景。论文的主要研究工作包括以下几个部分:（1）设计并研制了一套由三线阵CCD组成的位姿测量系统,研究了影响三线阵像机公共视场变化的因素,对像机的有效工作视场空间进行了分析。基于原始采集的线阵信号,根据其噪声的分布性质,研究一种改进的小波阈值去噪方法进行降噪处理,结果显示,该算法可抑制各种噪声。为了提高线阵CCD像点定位能力,针对传统的一维信号像点定位方法的不足,提出了自适应阈值的插值重心加权质心定位法,研究表明,本文算法的质心定位误差在0.029像素以内。与其他几种细分方法相比,本文算法定位精度更高,抗噪性更好,满足高精度系统的任务需求。（2）针对位姿测量中配备柱面镜头的线阵像机成像的畸变问题,建立了基于交比不变的线阵像机畸变修正数学模型,提出了一种基于线阵CCD改进的像机标定两步法。该方法无需高精度标定参照物,仅利用靶标之间的约束关系建立基于交比不变特性的线阵像机畸变模型。算法首先对已建立的线阵像机成像模型进行像机参数的线性求解;再进行畸变系数的计算;最后利用迭代方法进行像机参数的非线性优化,完成线阵像机的标定。仿真结果表明,对比传统的DLT法,本文算法抗噪性更好、精度更高。论文也研究了标定误差对位姿测量精度的影响,结果显示,主点误差对位姿测量精度影响较大,等效焦距较小;本文算法的重投影标准差为0.031像素。实际验证中,首先针对畸变模型及单像机标定精度展开,重投影定位误差优于0.025像素。标定方案引入线阵像机间固有的位姿关系作为标定误差补偿的约束条件,添加至线阵像机标定的共线误差方程中,补偿后的位置误差在0.746mm以内,角度误差在0.247°以内,相比于传统的线阵像机标定法,本文方法标定精度高、稳定性强。（3）传统的正交迭代算法是基于单目视觉测量,且仅应用于面阵像机上,为了解决多线阵像机位姿估计问题,本文提出了一种基于多线阵CCD位姿估计的高精度解算方法。算法首先建立多像机数据的统一表达,将所有像机观测数据看作广义单像机下的数据,再通过引入像方残差作为权值判断准则建立全新的误差评价函数,最后,应用改进的加权正交迭代算法求解位姿参数,算法有效地克服了传统正交迭代算法中的野值点误差对算法精度影响。仿真结果表明,与传统的正交迭代算法相比,本文算法避免了由于数据恶化或初值选取不当造成的迭代不收敛或收敛差等问题,计算效率提高了4.6倍;算法的抗噪性得到了有效的改善,在同等噪声水平下本文算法的精度更高,说明本文算法对噪声不敏感。实际测量的位置误差优于0.964mm,角度误差优于0.765°。针对现场测量任务,结合刚体运动特性,设计了多点合作目标,并建立了基于多点合作目标的欧拉-四元数姿态解算模型。模型避免了欧拉角在姿态解算中的奇异问题的发生,减少了因采用欧拉角计算时由三角函数引入的非线性误差。针对点目标遮挡问题,将强跟踪UKF算法引入到线阵姿态测量系统,完成线性成像的多目标同名像点匹配,仿真结果表明,目标在状态突然改变时或标志点发生遮挡时,强跟踪UKF算法可实现姿态信息的精准跟踪能力,完成同名像点的匹配。
张鲁薇[3]（2021）在《空间目标广域探测阵列光学系统关键技术研究》文中提出空间目标主要是指离地球表面100km以外空间（外层空间）的所有在轨工作航天器和空间碎片。随着航天发射活动的日益频繁,空间目标种类和数量急剧增加,空间环境变得更为复杂,因此对空间目标进行实时广域监视显得尤为重要。阵列相机早期主要应用于全景成像领域,近年来开始在空间目标探测领域中得到应用,其广域探测能力可实时提供多目标丰富的运动轨迹和光度变化信息,且建设周期较短,研制成本较低,与传统的大口径空间目标光学探测系统能够形成优势互补。实现广域探测的核心在于大视场高灵敏度高探测精度阵列光学系统的设计与实现。本文围绕这一问题开展了相关关键技术研究,主要研究内容概括如下:论文完成了空间目标广域探测系统排布设计和阵列单元探测性能需求设计。首先基于空间目标地基光电探测原理构建了探测能力计算模型,为阵列光学系统的设计与分析建立了理论基础。然后针对阵列单元的高效经济布局问题,提出了一种基于经纬线的矩形视场阵列单元球面排布方法,实现了83个视场为13.7°×13.7°的阵列单元无缝拼接成像,能够覆盖地平线20°以上天区范围。在此基础上,根据系统设计要求及探测能力影响因素灵敏度模型,确定了阵列单元镜头设计要求及畸变标定要求。为解决阵列单元镜头视场范围与探测灵敏度相矛盾的问题,深入研究了大视场高灵敏度阵列单元镜头的设计与像差补偿。首先选择了合理的初始结构,较好的优化了各类像差,完成了全球面方案的设计。在此基础上,针对设计的阵列单元镜头,开展了基于MTF灵敏度的像差补偿,并由此提出了一种新的计算机辅助装调方法,即基于MTF灵敏度的非线性最小二乘法。该方法考虑了补偿元件MTF灵敏度的非线性特点,可以实现较好的像差补偿,并通过一个仿真实例进行了验证,经过补偿后,镜头边缘视场MTF值由原来的低于0.1@20lp/mm提升到优于0.55@20lp/mm,为后续实际镜头的装调奠定了基础。阵列单元镜头视场范围扩大所引入的非线性畸变将影响探测精度和视场拼接精度。为解决这一难点问题,论文深入研究了阵列单元非线性畸变的高精度标定。提出采用基于照相天体测量的镜头非线性畸变标定方法,利用高精度Gaia DR2星表参考星理想坐标和量度坐标之间的映射关系解析出畸变信息,从而实现镜头成像畸变的地面外场定标。针对大视场镜头天文观测畸变标定在星图匹配和底片模型解算方面存在困难的问题,提出了一种新的复合标定算法,首先利用自标定法对畸变进行初标定,然后利用天体测量法进行精标定,可以提升大视场畸变的标定精度,有效拓展基于天体测量的高精度畸变标定方法的适用范围。在自标定法实现大视场畸变初标定方面,提出了一种基于直线透视投影不变性的自标定算法。该算法只需拍摄一幅或多幅带有直线信息的图像,在单参数Division畸变模型下直线将成像为圆弧,利用三组以上圆弧参数即可解算出畸变系数。该算法采用了基于后向序列选择的特征筛选方法和基于LLS的畸变参数估计方法,实验表明其具有良好的鲁棒性和标定效率,能够用于大视场畸变的高效初步标定。最后为了验证阵列单元的探测能力以及畸变标定精度,开展了相关外场观星实验。首先利用单个镜头进行了探测能力验证实验,在1s积分时间下实现了14.10等星的探测,满足指标要求。然后利用两个镜头进行了拼接成像原理验证,畸变标定后参考星残差均方差优于4.36″,并对畸变校正后图像进行了拼接。基于不同实验的对比结果,考虑到进一步提高探测能力和降低畸变标定难度,提出了一个基于Q-type自由曲面的阵列单元镜头光学设计方案,实现了环围能量比优于80%@17μm,MTF优于0.81@20lp/mm,畸变优于0.06%。
周义根[4]（2021）在《复眼透镜图像拼接技术研究》文中研究表明随着科技与社会的发展,人们对大视场、高分辨率图像的需求越发凸显。与传统的单眼光学成像系统相比,模仿昆虫复眼构建的仿生复眼视觉系统具有体积更小、视场更大和对运动物体的反应更加灵敏等独特的优势。使用图像拼接技术将仿生复眼视觉系统采集到的具有重叠区域的子图像序列合成为大视场图像,成为机器视觉的热点研究问题。本文设计并搭建了一种仿生复眼视觉系统,并根据复眼成像的特点提出了一种改进的图像拼接算法完成了大视场图像的合成。其研究内容主要包括以下几个方面:1)仿生复眼视觉系统设计与搭建。由于使用相机阵列构建的复眼视觉系统体积大、成本高、不利于集成化,本文提出一种使用复眼透镜进行仿生复眼视觉系统构建的方法。该系统主要由复眼透镜,中继系统,图像传感器组成,中继系统将复眼透镜收集到的光线信息传递给图像传感器,通过调整复眼透镜与中继系统之间的距离或者中继系统的焦距可以保证图像传感器上的清晰成像。2)仿生复眼视觉系统标定。复眼视觉系统在成像过程中的图像畸变问题无法避免,因此需要对复眼视觉系统进行标定,来进行图像校正。与单眼视觉系统的标定不同,复眼视觉系统的标定不仅需要对每个子眼进行标定还需要对子眼之间的位置关系进行全局标定。本文使用张正友标定法对仿生复眼视觉系统的每个子眼进行标定,并利用多个子眼的公共视场,以平面靶标作为中介来完成复眼视觉系统的全局标定。3)仿生复眼视觉系统全景图像拼接。本文在对仿生复眼视觉系统图像拼接的相关理论进行详细分析的基础之上,对常用的三种图像配准算法的配准性能进行了分析,得出SIFT算法的配准性能更好,但配准效率不高的结论。进而从两个方面对SIFT算法进行了改进,一方面利用图像之间的重合区域以降低搜寻空间,另一方面更换BRIEF描述子以提高匹配效率。实验结果表明改进算法在拥有较好的拼接效果和鲁棒性的同时,能提高30%以上的拼接速度。最后,使用改进后的算法完成了复眼子图像序列的大视场图像合成,拼接前单个子眼分辨率为380*380,拼接后图像分辨率为1038*1038,SIFT算法拼接耗时25.23s,改进算法拼接耗时15.39s,拼接效率提高39%,能实现预期的大视场。综上,本文设计并构建了一种仿生复眼视觉系统,完成对该视觉系统的标定,并根据仿生复眼的成像特点提出一种改进拼接算法,该算法在保证子图像序列拼接质量的基础之上,提高了拼接的实时性。
张凯迪[5]（2019）在《离轴式畸变校正光轴标定系统研究》文中认为随着光学领域的不断发展,集可见光、红外光以及激光探测于一体的光电设备已得到广泛的应用。这类设备一般都具有多个子光学系统,由于加工制造和装调检测中存在误差,导致各光轴指向性发生变化,影响系统精度或性能。因此在这类设备使用之前,需对其光轴一致性或相对夹角进行检测或标定。本文设计了一种光轴标定系统,以离轴无焦扩束系统为光学主体,采用分光器件实现CCD、PSD探测和633 nm激光发射。采用Zemax软件对离轴无焦扩束系统、探测系统以及激光发射系统进行模拟仿真,由于探测系统存在畸变,影响质心点坐标判定和极限角分辨率,因此通过采集系统焦面上各象限的参考点坐标,以极坐标形式建立超定方程组,并利用最小二乘法求解方程组,确定畸变校正参数,应用该参数可有效提高质心提取的准确度及减小畸变对极限角分辨率的影响;为确保工程可行性,以光斑半径为参考对探测系统进行公差分析,确定合理公差范围,并分析不同温度下系统性能变化情况,对主要光学元件进行加工和检测;以实现光学技术指标为主导思想,进行系统的机械结构设计;最后搭建光路进行实验,验证光学系统主要性能指标。经实验检测,两路探测系统的轴上波像差RMS分别为0.0644 λ和0.0655 λ（λ=633nm）,优于技术指标λ/15;极限角分辨率分别为0.43"和0.49",优于技术指标0.5”。
李明杰[6]（2018）在《基于OpenCV和CUDA实时校正大视场物镜畸变的研究》文中研究指明近几年,大视场成像系统在各领域发挥着重要作用,但在提供大范围成像过程中,会产生一定程度的图像畸变,使成像变形失真,影响目标的观察和标定。因此,有必要对广角镜头的畸变进行实时校正。本文结合光学设计和图像处理方法,对大视场畸变实时校正技术进行了研究。根据广角镜头的设计要求,在相关光学设计理论的基础上,利用ZEMAX设计了视场角125°的大视场物镜,并进行了像质分析。通过对空间成像理论和非线性几何畸变理论的研究,建立了摄像机理想成像模型和光学系统畸变成像模型。对现有的畸变几何校正和图像灰度校正的模型算法进行研究,并讨论了优缺点和应用价值。为了满足本课题对畸变校正精度高、计算量小的要求,在相对畸变模型基础上,将基于对象法中的球面畸变模型和FOV模型相结合,利用视场角w和畸变系数l,建立基于等效非球面的畸变校正模型;该模型具有简单易行、方便快捷等优点;基于模型法对畸变中心坐标位置进行重新标定,提高了模型的标定精度;最后设计了相对应的校正算法。为了确保畸变校正的实时性,在深入研究了OpenCV函数模块和CUDA并行架构后,本文设计了基于CPU+GPU混合平台的大视场物镜畸变实时校正和显示系统。实验结果表明,该系统对超高分辨率的视频,校正率可以达到98.50%,每帧图像的校正及显示时间为0.039s,加速比达到47.1,符合实时校正和显示的要求。本文提出畸变实时校正系统具有低耗时、高精度、简单易行、良好的可移植性、成本低等特点。适用于多种大视场物镜的实时校正,可广泛应用到工程实践中。
张适琪[7]（2016）在《子孔径测量系统标定实验及小波边缘提取算法研究》文中研究说明光学成像系统的空间分辨率受波长和系统孔径的限制。合成孔径干涉成像技术解决了单个大口径光学成像系统面临的技术难题,为提高成像系统分辨率提供了新方法。合成子孔径成像系统是将多个子孔径系统排列拼接成为一个大口径光学系统,为实现各子镜之间的准确拼接,需要建立完善的波前检测和控制系统。与相比单镜系统相比,合成孔径系统边界更为复杂,加大了共相位检测的难度,因此开展对子孔径共相位检测的研究是十分必要的。本课题通过高精度的系统装调（系统硬件部分）和相机标定、畸变校正与边缘提取算法研究（系统软件部分）来获得子孔径的准确图像信息,为子孔径面形测量及共相位研究打下基础。结构光法由其精度高、实现简单等优势得到广泛应用,因此本课题工作以结构光系统为理论模型,研究了相机标定及畸变校正、系统高精度装调、以及采用基于小波变换的多尺度边缘检测理论对结构光调制的反射镜图像进行边界提取。首先,根据张正友标定系统完成相机的标定,利用Matlab得到了相机的内外参数及镜头参数;分析了镜头畸变原理及校正算法,结合相机标定得到的参数,利用算法消除图像中的畸变;设计圆心光斑图进行畸变校正检验,并采用多种灰度插值方法,如最近领插值、双线性插值法、双三次插值方法实现空洞补齐,得到消除畸变的图像。其次,对系统进行高精度装调并对其方法改进,分别完成旋转自由度的装调及中心对准;设计的十字叉丝法校准方法可同步实现旋转误差与中心误差的校准,精度可达1 pixel;在后期改进校准方案中,使用干涉法及圆心光斑质心的实时提取方法分别对旋转误差和中心对准进行装调,精度可达0.1 pixel。最后,利用基于三阶b样条的多尺度小波算法对上述工作采集到的消畸变结构光调制图像进行边缘提取,采用非极大值抑制方法和自适应阈值相结合的方法实现对边缘的准确提取及噪声抑制;在Matlab环境中对本课题所提出的边缘提取算法进行实验和仿真,实验证明上述方法对实验图像具有较好边缘检测能力。
高婷[8]（2014）在《大视场短焦距摄像机标定的研究与应用》文中研究指明随着计算机视觉的快速发展,大尺寸形体的非接触式测量越来越受到重视。大尺寸形体的非接触式测量既可以通过拼接测量来完成,也可以通过整体测量实现。整体测量相对来说比较简单,只需要一台已经标定好的大视场短焦距摄像机。对大尺寸形体进行整体测量,首先需要解决大视场短焦距摄像机的标定问题。传统的标定算法需要制作标定模板,模板的尺寸需与待测对象的尺寸相对应。因此,大视场短焦距摄像机标定的模板设计问题也很重要。本文的主要内容是大视场短焦距摄像机标定的研究和应用。在总结已有的几种大视场短焦距摄像机标定算法优缺点的基础上,探索出一种新的标定方案,并设计出相应的大视场短焦距摄像机标定模板。将标定得到的结果应用到实际测量中,验证本文提出的标定方案的正确性和实用性。首先,阐述了相机成像的基本理论,包括线性成像和非线性成像两种模型,具体介绍了张氏标定算法的详细步骤。其次,简单介绍一种现有的同心圆检测算法,针对其局限性提出了适合本文标定实验的同心圆检测改进算法,并通过具体实验验证改进算法的成功性。基于同心圆的诸多优点,将同心圆作为标定模板的图案。然后,重点介绍了如何设计大视场短焦距摄像机标定模板,提出了基于子板拼接的大视场短焦距摄像机标定算法,通过实际实验对提出的标定算法进行验证,将大视场短焦距相机标定所得的结果应用到实际测量中。最后,测量的对象是环肋可展开天线,该天线的尺寸相对较大,很容易因外界影响而产生形变,天线的特点决定了使用非接触式整体测量可以大大简化测量步骤,缩减实测时间。本文基于双目立体视觉原理对天线进行整体测量,测量结果满足精度要求,表明了大视场短焦距摄像机标定方案的合理性以及具体可行性。
韩黄璞[9]（2012）在《基于成像规律的CCD镜头畸变的快速校正》文中研究表明随着计算机技术的快速发展,图像识别和物体定位技术已经进入数字化阶段,并在科学探索、工业生产、通讯技术、环境保护、刑侦安全、生物医学、文化艺术、考古测绘和智能交通等学科领域得到了广泛的应用。目前,图像畸变校正方法的研究也成为热点课题之一,CCD镜头图像畸变的校正成为视觉检测和计算机视觉等领域重要的研究课题。基于此,本文重点阐述CCD镜头畸变的校正方法。根据国内外研究现状,本文提出一种基于成像规律的CCD镜头畸变的快速校正方法,以便更好的满足视觉上和测量上的应用。同时,围绕CCD成像系统的标定及其图像校正,进行了深入的研究和探讨。主要作了以下几方面的工作：（1）详细的介绍了CCD成像的理论前提,以及CCD成像的实际过程,对投影模型和成像之间的对应关系进行了分析,另外,分析了成像过程中坐标的转换关系,并运用数学公式进行了分析描述。（2）目前,有两种主流标定方法：传统标定方法和自标定方法,本文是基于自标定方法,不依赖于CCD的内部参数,对畸变模型进行实验分析。（3）实验采用两个不同分辨率的CCD进行图像畸变校正的标定,分别得出两个CCD的图像畸变变化曲线图。用一个CCD采集一幅图,根据图像畸变变化的曲线对畸变图像像素恢复,取得了良好的校正效果。（4）采用一组同心圆半径作为控制点,避免了在提取图像坐标过程中由于阈值选取不恰当产生误差。由于圆形在成像中,需要调节垂轴,才可以使CCD获取的图像保持圆形。在实验过程中,垂轴的调节方法是根据实验的要求自行设计的。本文在目标靶的设计上,采用计算机程序设计自动生成,减少了目标靶的制作过程中人为因素的影响。同心圆的内圆半径在作为本组畸变校正的基准半径时,采用了一种基于直线变形的直线修正法,对内圆半径数据修正后,再进行数据处理,最后得出图像畸变图像曲线更加平滑,其中对基准半径进行修正的办法,使数据结果更加客观准确。图像畸变校正的验证结果表明,这种方法完全达到工程测量的要求,有较高的实用价值。上述的理论分析和实验结果表明,CCD图像畸变校正方法精度较高,是一种简单、有效、实用的校正方法,能够满足精度较高的非接触性光学测量系统要求的标准。需要说明的是,这种方法要求被测物体和CCD是静止的,对于运动物体的测量,这需要进一步的分析研究。
原玉磊[10]（2012）在《鱼眼相机恒星法检校技术研究》文中提出论文通过分析鱼眼相机检校的国内外研究现状及发展趋势，结合目前鱼眼相机检校存在的问题，提出采用恒星法检校鱼眼相机。研究了恒星法相机检校的原理，给出了检校的流程，并针对检校过程中的各个技术环节展开研究和试验，包括：星图获取、星点提取、星点中心计算、星图识别等；针对鱼眼镜头投影模型，推导了基于鱼眼相机投影公式的摄影测量光束平差解析式和直接线性变换式；论文提出了鱼眼相机检校的4种模型，采用实测数据进行了检校实验，最终检校精度达到100″量级，与目前搜集文献中国际上最好的结果相当，在视场角40°以内时，本文实验的精度优于该最好结果；论文在国内外首次提出鱼眼相机检校的有效视场问题，在检校实验中给出了相关指标，本文的有效检校视场可达140°，数据点个数可达470个，均明显优于国外检校实验中的相关指标；论文对不同检校模型有效检校视场的可扩展性进行了实验和分析，并论述了不同模型的优缺点及适用条件。论文的主要工作和创新点如下：（1）分析了恒星法相机检校的优缺点，论述了恒星法在检校鱼眼相机中的优势；研究了恒星法相机检校的原理，分析了恒星法相机检校的观测坐标系和观测模型，给出了恒星法相机检校的流程及关键技术环节；（2）将尼康10.5mm鱼眼镜头改装并与Alta U9000组合成可180°成像的鱼眼相机；对U9000CCD的固定图形噪声及噪声变化情况进行了测试和分析；研究了U900016位图像到Windows8位图像的转换方法，定义了用于存储、读取16位图像的UMP类；（3）精确测试和分析了ALta U9000曝光过程中各环节所需的时间，给出了根据程序执行时间计算精确曝光时间的模型和公式，实验表明，采用该模型，根据程序执行时间计算的曝光时刻误差小于0.2ms；（4）研究了鱼眼星图中星点图像的提取方法，为缩短提取时间，提出了星点提取的视框法；提出了适用于鱼眼星图的基于直方图的全局阈值确定方法，以及针对单星的自适应阈值算法；根据星点的特征，提出了不同背景、不同亮度星点的自动检测算法；（5）根据星点中心提取质心法的不同形式，总结出了质心法的统一模型；介绍了基于二维高斯分布的星点图像模拟方法，给出了影响星点中心算法精度的因素；针对这些因素，在不同条件的星点图像下，对各种常用星点中心算法的定心误差变化情况进行了模拟实验，并根据实验结果论述了不同算法对不同星点图像的适用情况；（6）介绍了常用的星图识别算法，分析了不同算法的优缺点及适用性；根据鱼眼星图的特点，提出了基于基准星的多三角形识别算法；针对该算法中基准星识别时间长的问题，利用星形法识别时间短的优点，提出了改进的多三角形识别法；（7）推导了鱼眼镜头在等立体角投影和等距投影下“共线条件方程式”的形式，依据该式推导了两种投影模型下摄影测量的光线束平差解析式和直接线性变换式；（8）根据鱼眼相机畸变主要为径向畸变的特点，提出了基于半视场角约束的等立体角十参数模型和等立体角投影多项式模型两种鱼眼相机检校模型，并采用实测数据进行了检校实验，对实验结果进行了分析；（9）根据等立体角投影下的摄影测量解析公式，提出了等立体角投影下的自检校平差模型，采用实测数据进行了检校实验，并与普通自检校平差模型的检校实验结果进行了比较分析；（10）针对投影模型不明确的鱼眼相机，提出了独立于投影模型的鱼眼相机投影曲面拟合检校方法，采用实测数据对等立体角投影的鱼眼相机进行了检校实验，取得了同等立体角投影多项式模型相当的实验结果；（11）针对鱼眼相机检校中的有效检校视场问题，对不同模型有效检校视场的可扩展性进行了实验和分析；结合检校视场可扩展性的实验结果，综合分析了本文提出的4种鱼眼相机检校模型的优缺点，并论述了不同模型的适用情况；（12）结合全站仪的测量结果，使用鱼眼相机对室内小型抛物面天线进行了测量实验，对鱼眼相机在测量领域的应用进行了初步探讨；实验表明，使用鱼眼相机测量时，任意有测量点的视场处，在检校时均应有观测数据，否则将导致该点的测量误差明显较大。
二、大视场短焦距CCD成像系统畸变校正研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大视场短焦距CCD成像系统畸变校正研究（论文提纲范文）
（1）一种成像式亮度计校正方法（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 测量原理 |
| 1.1 成像式亮度值线性拟合计算 |
| 1.2 成像式亮度计平场校正原理 |
| 1.3 成像式亮度计畸变校正原理 |
| 1.4 成像式亮度计校正流程 |
| 2 测量装置组成 |
| 3 实验结果与分析 |
| 3.1 线性测试与校正 |
| 3.2 平场测试与校正 |
| 3.3 畸变测试与校正 |
| 4 与国外仪器的比对验证 |
| 5 结论 |
（2）基于一维图像组合的空间目标位姿测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 位姿测量技术的发展概况 |
| 1.2.1 位姿测量理论概述 |
| 1.2.2 基于光学图像位姿测量理论及研究现状 |
| 1.2.3 像机标定理论及国内外研究现状 |
| 1.3 线阵CCD位姿测量理论及技术研究现状 |
| 1.3.1 线阵CCD位姿测量的国内外研究现状 |
| 1.3.2 线阵像机标定理论及研究现状 |
| 1.3.3 线阵光学图像位姿测量技术存在的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 光学系统测量原理及像点识别定位技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于一维的多目视觉组合测量系统原理 |
| 2.2.1 一维成像单元交会组合测量模型 |
| 2.2.2 传感器相对测量基准线角偏置范围对视场范围影响 |
| 2.3 一维图像信号去噪技术及改进算法 |
| 2.3.1 一维信号的小波去噪技术及算法改进 |
| 2.3.2 实验结果及分析 |
| 2.4 改进的线阵光学图像的亚像素质心定位法 |
| 2.4.1 线阵CCD像点定位细分技术分析 |
| 2.4.2 基于自适应阈值的插值重心加权法质心定位 |
| 2.4.3 仿真验证 |
| 2.4.4 实际验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 线阵CCD位姿测量系统的像机标定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 像机成像模型及其变换 |
| 3.2.1 面阵像机成像机制 |
| 3.2.2 线阵像机成像机制 |
| 3.3 摄像机畸变问题描述及模型建立 |
| 3.3.1 像机畸变 |
| 3.3.2 基于交比不变的线阵像机畸变校正数学模型 |
| 3.4 基于DLT的线阵像机标定技术 |
| 3.5 改进的线阵CCD的像机两步法标定 |
| 3.5.1 计算线阵CCD像机线性参数 |
| 3.5.2 基于交比不变的像差系数计算 |
| 3.5.3 像机参数的非线性优化 |
| 3.6 引入空间约束的多线阵像机标定误差补偿模型 |
| 3.7 实验验证 |
| 3.7.1 仿真数据验证 |
| 3.7.2 实际实验验证 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 多线阵像机的高精度位姿估计及目标姿态解算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 位姿描述参数及测量坐标系的建立 |
| 4.2.1 空间目标位姿描述 |
| 4.2.2 位姿测量的模型及变换关系 |
| 4.3 多线阵像机的高精度位姿解算算法 |
| 4.3.1 正交迭代算法 |
| 4.3.2 多线阵像机系统位姿估计的高精度迭代算法 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 点合作目标姿态解算及一维检测的多目标跟踪识别技术 |
| 4.4.1 欧拉-四元数姿态解算数学描述 |
| 4.4.2 多线阵点合作目标的四元数姿态解算模型 |
| 4.4.3 强跟踪UKF算法在多线阵位姿系统中目标跟踪的应用 |
| 4.4.4 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 实验平台系统组成 |
| 5.2 系统误差分析 |
| 5.3 硬件平台实验 |
| 5.3.1 空间运动目标三维重建精度验证 |
| 5.3.2 空间运动目标姿态角重构精度验证 |
| 5.3.3 重复性测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）空间目标广域探测阵列光学系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地基空间目标监视 |
| 1.2.2 多相机阵列成像系统 |
| 1.2.3 成像系统非线性畸变标定 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 第2 章 空间目标广域探测阵列光学系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 广域探测系统设计要求与分析 |
| 2.3 探测能力建模 |
| 2.3.1 空间目标星等测量原理 |
| 2.3.2 星等探测能力计算模型 |
| 2.4 广域探测阵列光学系统设计 |
| 2.4.1 系统组成及工作原理 |
| 2.4.2 阵列单元球面排布设计 |
| 2.4.3 阵列单元探测性能设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3 章 大视场高灵敏度镜头设计与像差补偿 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 阵列单元镜头设计需求 |
| 3.3 镜头光学设计与像差分析 |
| 3.3.1 初始结构选取 |
| 3.3.2 光学设计结果 |
| 3.3.3 成像质量评价 |
| 3.4 基于MTF非线性灵敏度的像差补偿 |
| 3.4.1 公差灵敏度分析 |
| 3.4.2 像差补偿分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4 章 阵列单元非线性畸变高精度标定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性畸变模型 |
| 4.3 基于照相天体测量的畸变高精度标定算法 |
| 4.3.1 星图匹配 |
| 4.3.2 天体测量改正 |
| 4.3.3 底片模型解算 |
| 4.4 基于直线透视投影不变性的畸变自标定算法 |
| 4.4.1 畸变模型及标定算法 |
| 4.4.2 特征检测与圆弧拟合算法 |
| 4.4.3 基于后向序列选择的特征筛选方法 |
| 4.4.4 基于LLS的畸变参数估计方法 |
| 4.4.5 畸变图像校正方法 |
| 4.4.6 标定结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5 章 阵列单元探测实验与性能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阵列单元镜头装调 |
| 5.2.1 镜头装配方法 |
| 5.2.2 基于MTF的性能调试结果 |
| 5.3 阵列单元镜头探测能力验证实验 |
| 5.3.1 探测能力评估方法 |
| 5.3.2 阵列单元镜头探测能力评估实验 |
| 5.3.3 不同口径镜头探测能力对比实验 |
| 5.3.4 不同像质镜头探测能力对比实验 |
| 5.4 阵列单元成像拼接原理验证实验 |
| 5.4.1 实验条件 |
| 5.4.2 畸变标定与成像拼接 |
| 5.5 基于自由曲面的阵列单元镜头性能优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6 章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）复眼透镜图像拼接技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 复眼图像拼接的国内外研究现状 |
| 1.2.1 复眼的结构 |
| 1.2.2 复眼视觉系统研究现状 |
| 1.2.3 图像拼接研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第二章 仿生复眼视觉系统设计与系统标定 |
| 2.1 复眼成像机理 |
| 2.2 仿生复眼视觉系统设计与搭建 |
| 2.2.1 仿生复眼视觉系统设计 |
| 2.2.2 复眼视觉系统的搭建与成像测试 |
| 2.3 仿生复眼视觉系统标定 |
| 2.3.1 单目相机的标定 |
| 2.3.2 复眼视觉系统的标定 |
| 2.3.3 畸变校正 |
| 2.3.4 标定实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 仿生复眼视觉系统图像拼接算法基本原理 |
| 3.1 复眼图像拼接流程 |
| 3.1.1 图像采集 |
| 3.1.2 图像预处理 |
| 3.1.3 图像配准 |
| 3.1.4 图像融合 |
| 3.2 图像配准 |
| 3.2.1 特征点检测与描述子生成 |
| 3.2.2 特征点匹配 |
| 3.2.3 图像几何变换 |
| 3.2.4 特征点筛选 |
| 3.3 图像融合 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 仿生复眼视觉系统图像拼接算法的改进 |
| 4.1 配准算法性能分析 |
| 4.2 SIFT算法的改进 |
| 4.2.1 重合区域计算 |
| 4.2.2 BRIEF描述子 |
| 4.2.3 改进算法的性能分析 |
| 4.3 拼接实验 |
| 4.4 图像评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文内容总结 |
| 5.2 后期工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）离轴式畸变校正光轴标定系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 本文工作 |
| 第2章 离轴式畸变校正光轴标定系统光学设计 |
| 2.1 系统简介 |
| 2.2 光学系统总体技术要求 |
| 2.3 光学系统理论分析与计算 |
| 2.3.1 离轴无焦扩束的理论分析与计算 |
| 2.3.2 CCD成像探测系统的理论分析与计算 |
| 2.3.3 PSD位置传感探测系统的理论分析与计算 |
| 2.4 光学系统光路设计 |
| 2.4.1 离轴无焦扩束系统的光路设计 |
| 2.4.2 CCD成像探测系统的光路设计 |
| 2.4.3 PSD位置传感探测系统的光路设计 |
| 2.4.4 激光发射系统的光学模拟 |
| 2.4.5 光路的集成 |
| 2.5 畸变分析与校正 |
| 2.5.1 畸变校正的原因 |
| 2.5.2 畸变产生原理 |
| 2.5.3 校正方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 工程化设计 |
| 3.1 公差分析 |
| 3.1.1 公差介绍 |
| 3.1.2 CCD成像探测系统的公差分析 |
| 3.1.3 PSD位置传感探测系统的公差分析 |
| 3.2 温度分析 |
| 3.2.1 温度变化对焦距和后截距的影响 |
| 3.2.2 温度变化对光斑大小的影响 |
| 3.2.3 温度变化对能量包围半径、MTF以及波像差的影响 |
| 3.3 光学元件的加工与检测 |
| 3.3.1 分光镜及球面镜的加工及检测 |
| 3.3.2 抛物面(主镜、次镜)的加工与检测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 机械结构设计 |
| 4.1 机械结构设计思路 |
| 4.2 机械结构总体设计 |
| 4.2.1 主镜及主镜机构 |
| 4.2.2 次镜机构 |
| 4.2.3 滤光片轮机构 |
| 4.2.4 基座机构 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 系统装调方案及光学实验 |
| 5.1 使用工具 |
| 5.2 离轴无焦扩束系统的装调与检测 |
| 5.3 PSD和CCD透镜组的装校及检测 |
| 5.4 激光发射系统的装调 |
| 5.5 主要光学指标测试及标定 |
| 5.5.1 系统焦距的测量 |
| 5.5.2 平行光管检测角分辨率 |
| 5.5.3 畸变标定和收发系统光轴标定 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）基于OpenCV和CUDA实时校正大视场物镜畸变的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 畸变实时校正的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容与结构 |
| 1.3.1 本文的研究内容 |
| 1.3.2 本文的结构 |
| 第二章 OpenCV模块与CUDA架构 |
| 2.1 OpenCV模块介绍 |
| 2.1.1 核心功能模块 |
| 2.1.2 其他功能模块 |
| 2.2 CUDA架构介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 大视场物镜光学设计及成像分析 |
| 3.1 大视场物镜光学设计 |
| 3.2 理想成像模型分析 |
| 3.2.1 成像坐标系分析 |
| 3.2.2 理想成像模型 |
| 3.3 畸变成像模型分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 畸变实时校正模型及算法研究 |
| 4.1 畸变几何校正模型及算法 |
| 4.1.1 基于模板法 |
| 4.1.2 基于对象参数法 |
| 4.1.3 畸变几何校正模型算法分析 |
| 4.2 图像灰度校正理论 |
| 4.2.1 最近邻元插值法 |
| 4.2.2 双线性插值法 |
| 4.2.3 双立方插值法 |
| 4.2.4 灰度校正算法分析总结 |
| 4.3 本文的模型及算法 |
| 4.3.1 大视场物镜畸变模型 |
| 4.3.2 畸变几何校正模型 |
| 4.3.3 畸变几何校正算法 |
| 4.3.4 灰度校正算法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 畸变实时校正系统的实现 |
| 5.1 畸变实时校正系统设计 |
| 5.1.1 摄像机模块的图像传感器选择 |
| 5.1.2 实时处理单元的方案选择 |
| 5.1.3 实时显示和存储单元的方案选择 |
| 5.2 基于OpenCV模块的参数初始化 |
| 5.2.1 采集模板图像 |
| 5.2.2 摄像机参数标定 |
| 5.2.3 镜头畸变中心标定 |
| 5.2.4 计算畸变系数 |
| 5.3 基于CUDA并行架构的实时校正 |
| 5.3.1 采集实时畸变视频 |
| 5.3.2 实时校正 |
| 5.4 显示与存储 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实验结果及分析 |
| 6.1 实验环境 |
| 6.2 系统验证与分析 |
| 6.2.1 系统参数初始化 |
| 6.2.2 畸变实时校正及显示 |
| 6.2.3 畸变校正效果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.1.1 研究成果 |
| 7.1.2 创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）子孔径测量系统标定实验及小波边缘提取算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 相机标定 |
| 1.2.2 畸变校正 |
| 1.2.3 基于小波变换的边缘检测方法 |
| 1.3 课题发展趋势 |
| 1.3.1 子孔径研究 |
| 1.3.2 图像边缘提取研究 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 相机标定及畸变校正 |
| 2.1 CCD相机参数标定 |
| 2.1.1 相机模型及坐标变换 |
| 2.1.2 需标定的相机内外参数 |
| 2.1.3 实验设备简介 |
| 2.1.4 相机标定流程及实验 |
| 2.2 相机镜头畸变校正 |
| 2.2.1 畸变模型 |
| 2.2.2 灰度插值 |
| 2.2.3 畸变校正实现及结果分析 |
| 第3章 结构光系统装调 |
| 3.1 十字叉丝校正系统 |
| 3.1.1 十字叉丝校正原理 |
| 3.1.2 十字叉丝界面设计及功能实现 |
| 3.1.3 十字叉丝GUI使用及注意 |
| 3.2 利用干涉与质心提取的装调方法 |
| 3.2.1 LCD的tip/tilt误差校准 |
| 3.2.2 圆形光斑质心提取法 |
| 3.3 精度验证及方法对比 |
| 3.3.1 中心对准实验对比 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 系统距离测量 |
| 第4章 基于小波变换的边缘提取研究 |
| 4.1 图像边缘检测概述及传统边缘检测算法 |
| 4.1.1 图像边缘检测概述 |
| 4.1.2 各种经典的边缘检测算子的特点比较 |
| 4.2 基于小波变换的边缘检测 |
| 4.2.1 多尺度边缘检测算法 |
| 4.2.2 三阶B样条函数 |
| 4.3 算法实现及改进 |
| 4.3.1 平滑函数选取 |
| 4.3.2 局部模极大值 |
| 4.3.3 自适应阈值改进 |
| 4.3.4 腐蚀与膨胀 |
| 4.4 实验仿真及结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（8）大视场短焦距摄像机标定的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选题背景和意义 |
| 1.3 课题研究的国内外动态 |
| 1.3.1 摄像机标定的国内外研究动态 |
| 1.3.2 双目立体视觉测量的国内外研究动态 |
| 1.4 本文的主要工作内容 |
| 第二章 相机标定的基本理论 |
| 2.1 相机成像基本理论 |
| 2.1.1 射影几何基本理论 |
| 2.1.2 三大坐标系系统 |
| 2.1.3 不含镜头畸变的线性成像模型 |
| 2.1.4 含镜头畸变的非线性成像模型 |
| 2.2 张氏标定法基本原理[5] |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 同心圆检测及其改进算法 |
| 3.1 同心圆检测算法基本原理 |
| 3.2 本文对同心圆检测算法的改进及实现 |
| 3.2.1 同心圆检测算法的改进 |
| 3.2.2 同心圆检测改进算法的实现 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 大视场短焦距摄像机标定的研究 |
| 4.1 大视场短焦距摄像机标定模板的尺寸分析 |
| 4.2 本文的大视场短焦距摄像机标定模板设计方案 |
| 4.2.1 大视场短焦距摄像机标定模板设计基本原理 |
| 4.2.2 主板设计和子板设计 |
| 4.3 本文提出的大视场短焦距摄像机标定算法 |
| 4.3.1 已有的大视场短焦距摄像机标定方案综述 |
| 4.3.2 基于子板拼接的大视场短焦距摄像机标定方案 |
| 4.4 大视场短焦距摄像机标定的实验结果 |
| 4.4.1 标定实验结果 |
| 4.4.2 标定结果分析 |
| 4.5 误差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 大视场短焦距摄像机标定的实际应用 |
| 5.1 实验用的天线模型 |
| 5.2 整体测量的实际实验 |
| 5.2.1 本文整体测量的基本流程 |
| 5.2.2 双目立体视觉的基本原理 |
| 5.2.3 通过编码点匹配求解基础矩阵 |
| 5.2.4 投影矩阵的求解 |
| 5.2.5 标志点的立体匹配和畸变校正 |
| 5.2.6 标志点的实际测量结果 |
| 5.3 测量结果的误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 附录A |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于成像规律的CCD镜头畸变的快速校正（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 CCD图像畸变校正的发展 |
| 1.3 CCD图像畸变校正国内外的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究工作与结构安排 |
| 2 CCD图像畸变模型的研究 |
| 2.1 CCD的成像模型在不同坐标系下的转换 |
| 2.1.1 世界坐标系 |
| 2.1.2 光心坐标系 |
| 2.1.3 图像坐标系 |
| 2.1.4 像素坐标系 |
| 2.2 根据成像模型分析非线性畸变 |
| 2.3 非线性畸变的类型 |
| 2.3.1 径向畸变(Radial Disto rtion) |
| 2.3.2 偏心畸变(Disinterring Distortion) |
| 2.3.3 薄棱镜畸变(Thin-prism Distortion) |
| 2.4 非线性畸变的综合效果 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 CCD图像畸变校正的镜头标定 |
| 3.1 CCD图像畸变校正的镜头标定的意义 |
| 3.2 CCD图像畸变校正的镜头标定的方法概述 |
| 3.3 传统的CCD图像畸变校正的标定方法 |
| 3.4 CCD图像畸变校正的自标定方法 |
| 3.5 基于主动视觉的CCD镜头的标定方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 实验模型分析 |
| 4.1 实验采用模型的分析 |
| 4.2 实验中使用CCD的各项参数 |
| 4.3 目标靶载体的设计 |
| 4.4 同心圆模板半径的提取 |
| 4.5 空间坐标变换 |
| 4.5.1 向前映射法 |
| 4.5.2 向后映射法 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 实验部分(一) |
| 5.1 目标靶调节 |
| 5.2 获取图像、数据 |
| 5.3 修正数据 |
| 5.4 曲线的拟合 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 实验部分(二) |
| 6.1 调节目标靶,获取图像 |
| 6.2 处理、修正数据 |
| 6.3 拟合曲线 |
| 6.4 像素重建,校正图像 |
| 6.5 评估畸变校正效果 |
| 7 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 附录 |
（10）鱼眼相机恒星法检校技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 鱼眼相机检校的发展趋势 |
| 1.3 论文研究的目的、意义及主要内容内容 |
| 1.3.1 论文研究的目的和意义 |
| 1.3.2 主要研究内容及论文结构 |
| 第二章 恒星法鱼眼相机检校基础 |
| 2.1 鱼眼镜头光学 |
| 2.1.1 鱼眼镜头工作原理 |
| 2.1.2 鱼眼镜头投影模型 |
| 2.2 相机检校概述 |
| 2.3 恒星法鱼眼相机检校方法的提出 |
| 2.3.1 目前鱼眼相机检校面临的问题 |
| 2.3.2 恒星法相机检校的优缺点 |
| 2.3.3 恒星法检校鱼眼相机的优势 |
| 2.4 恒星法相机检校的原理与流程 |
| 2.4.1 物方控制点坐标 |
| 2.4.2 像点坐标 |
| 2.4.3 检校流程 |
| 2.5 恒星法相机检校的观测模型 |
| 2.5.1 地平坐标系 |
| 2.5.2 地平直角坐标系 |
| 2.5.3 相机检校坐标系及观测模型 |
| 2.6 初始星图识别 |
| 2.6.1 初始星图识别原理 |
| 2.6.2 初始参数 |
| 2.6.3 图形比对 |
| 2.6.4 角距误差 |
| 本章小结 |
| 第三章 鱼眼星图获取技术 |
| 3.1 鱼眼相机 |
| 3.1.1 鱼眼镜头 |
| 3.1.2 科学级相机Alta U9000 |
| 3.1.3 180°视场成像的鱼眼相机 |
| 3.2 U9000 CCD的噪声测试与分析 |
| 3.2.1 CCD噪声分类与测试方法 |
| 3.2.1.1 CCD噪声分类 |
| 3.2.1.2 噪声测试方法 |
| 3.2.2 U9000 CCD噪声的空间分布 |
| 3.2.3 U9000 CCD的固定图形噪声 |
| 3.2.3.1 固定图形噪声产生原因 |
| 3.2.3.2 U9000 固定图形噪声测试与分析 |
| 3.2.3.3 U9000 固定图形噪声的消除 |
| 3.2.4 U9000 噪声与CCD温度的关系 |
| 3.2.4.1 U9000 CCD温度变化规律 |
| 3.2.4.2 U9000 噪声与CCD温度关系 |
| 3.2.5 噪声与曝光时间的关系 |
| 3.2.5.1 暗电流噪声与读出噪声分析 |
| 3.2.5.2 随机噪声分析 |
| 3.2.6 噪声消除 |
| 3.3 U9000 精确曝光时间测试 |
| 3.3.1 软件测试 |
| 3.3.1.1 软件测试方法 |
| 3.3.1.2 时间记录方法 |
| 3.3.2 硬件测试 |
| 3.3.2.1 测试原理 |
| 3.3.2.2 测试方法 |
| 3.3.3 测试实验与分析 |
| 3.3.3.1 两种方法曝光时间的测试 |
| 3.3.3.2 软件测试曝光时间的分析及与准确曝光时间的关系 |
| 3.4 U9000 读出时间测试 |
| 3.5 16 位图像到 8 位图像转换 |
| 3.5.1 直接转换法 |
| 3.5.2 区间转换法 |
| 3.5.3 区间范围的确定 |
| 3.6 UMP类的定义 |
| 3.6.1 UMP文件格式 |
| 3.6.2 UMP类 |
| 本章小结 |
| 第四章 鱼眼星图星点提取技术 |
| 4.1 图像预处理 |
| 4.2 基于边界的提取算法 |
| 4.2.1 阈值分割 |
| 4.2.2 单个星点的边界搜索算法 |
| 4.2.3 星点图像提取算法 |
| 4.2.4 多个目标的区域提取算法 |
| 4.3 视框提取法 |
| 4.3.1 单个目标的视框搜索算法 |
| 4.3.2 多个目标的视框搜索算法 |
| 4.3.3 视框大小的确定 |
| 4.3.4 运算时间分析 |
| 4.4 全局阈值确定算法 |
| 4.4.1 基于统计的全局阈值算法 |
| 4.4.2 Otsu算法 |
| 4.4.2.1 经典Otsu算法 |
| 4.4.2.2 迭代Otsu阈值算法 |
| 4.4.2.3 实验分析 |
| 4.4.3 基于直方图的全局阈值算法 |
| 4.4.4 实验及分析 |
| 4.5 自适应阈值算法 |
| 4.5.1 单一阈值存在的问题 |
| 4.5.2 Bernsen算法 |
| 4.5.3 单星自适应阈值法 |
| 4.6 星点自动检测算法 |
| 本章小结 |
| 第五章 鱼眼星图星点中心提取算法 |
| 5.1 星点中心算法概述 |
| 5.2 常用的星点中心算法 |
| 5.2.1 灰度质心法 |
| 5.2.2 高斯曲面拟合法 |
| 5.2.3 高斯像元细分法 |
| 5.2.4 一维的高斯拟合法和灰度质心法 |
| 5.3 星点图像模拟及不同中心算法精度分析 |
| 5.3.1 星点图像模拟方法 |
| 5.3.2 中心算法精度分析的方法 |
| 5.3.3 中心算法精度分析 |
| 5.3.3.1 灰度质心法 |
| 5.3.3.2 高斯曲面拟合法 |
| 5.3.3.3 高斯像元细分法 |
| 5.3.3.4 一维灰度质心法和高斯拟合法 |
| 5.4 实测数据精度分析 |
| 本章小结 |
| 第六章 鱼眼星图识别技术 |
| 6.1 星图识别算法概述 |
| 6.2 仪器星等误差分析 |
| 6.2.1 星等概述 |
| 6.2.2 灰度与视星等的关系 |
| 6.2.3 灰度与视星等对应亮度的关系 |
| 6.3 多三角形识别法 |
| 6.3.1 多三角形法原理 |
| 6.3.2 基于基准星的多三角形法 |
| 6.3.2.1 单基准星的角距匹配 |
| 6.3.2.2 双基准星的三角形匹配 |
| 6.3.2.3 三基准星的多三角形匹配 |
| 6.3.3 基准星搜索 |
| 6.3.3.1 搜索算法 |
| 6.3.3.2 搜索计算量 |
| 6.3.3.3 基准星的形状 |
| 6.3.3.4 基准星的质量 |
| 6.3.4 导航星库 |
| 6.3.4.1 星对角距的导航星库 |
| 6.3.4.2 恒星位置的导航星库 |
| 6.3.5 误差分析 |
| 6.4 星形识别法 |
| 6.4.1 星形识别法原理 |
| 6.4.2 冗余度分析 |
| 6.4.3 导航星库构建与角距搜索 |
| 6.5 改进的多三角形识别法 |
| 6.5.1 问题的提出 |
| 6.5.1.1 星形法的可靠性 |
| 6.5.1.2 多三角形法的识别时间 |
| 6.5.1.3 多三角形法的可靠性 |
| 6.5.2 改进的多三角形法的原理 |
| 6.5.3 基准星识别 |
| 6.5.3.1 识别过程 |
| 6.5.3.2 星图匹配的误差 |
| 6.5.3.3 基准星的分布 |
| 6.5.4 导航星库的构建 |
| 6.5.4.1 全部使用星对角距 |
| 6.5.4.2 星对角距+恒星位置 |
| 6.6 模拟识别实验 |
| 本章小结 |
| 第七章 鱼眼相机摄影测量解析公式 |
| 7.1 小孔投影下的解析模型 |
| 7.1.1 共线条件方程式 |
| 7.1.2 像点坐标误差方程式 |
| 7.1.3 各偏导函数关系式 |
| 7.2 等立体角投影下的解析模型 |
| 7.2.1 共线条件方程式 |
| 7.2.2 像点坐标误差方程式 |
| 7.2.3 各偏导函数关系式 |
| 7.3 等距投影下的解析模型 |
| 7.3.1 共线条件方程式 |
| 7.3.2 像点坐标误差方程式 |
| 7.3.3 各偏导函数关系式 |
| 7.4 直接线性变换模型 |
| 7.4.1 等立体角投影的直接线性变换模型 |
| 7.4.2 等距投影的直接线性变换模型 |
| 本章小结 |
| 第八章 鱼眼相机检校模型、实验及应用 |
| 8.1 畸变模型及普通镜头检校的十参数法 |
| 8.1.1 畸变模型 |
| 8.1.1.1 径向畸变 |
| 8.1.1.2 偏心畸变 |
| 8.1.1.3 平面内畸变 |
| 8.1.2 普通镜头检校的十参数模型 |
| 8.2 基于半视场角约束的检校算法 |
| 8.2.1 等立体角投影十参数模型 |
| 8.2.1.1 观测方程 |
| 8.2.1.2 误差方程式 |
| 8.2.1.3 各偏导函数形式 |
| 8.2.2 等立体角投影多项式模型 |
| 8.2.2.1 误差方程式 |
| 8.2.2.2 各偏导函数形式 |
| 8.2.3 实验结果及分析 |
| 8.2.3.1 精度评定方法 |
| 8.2.3.2 等立体角投影十参数模型的实验结果 |
| 8.2.3.3 等立体角投影多项式模型的实验结果 |
| 8.2.4 观测数据的加权解算 |
| 8.2.4.1 观测数据不等精度产生的原因 |
| 8.2.4.2 权值的选取 |
| 8.2.4.3 实验结果 |
| 8.2.5 参数相关性问题 |
| 8.3 自检校平差模型 |
| 8.3.1 自检校平差模型的观测坐标系 |
| 8.3.2 小孔模型下的自检校平差模型 |
| 8.3.3 等立体角投影下的自检校平差模型 |
| 8.3.4 实验结果及分析 |
| 8.3.4.1 精度评定方法 |
| 8.3.4.2 小孔投影下自检校平差的实验结果 |
| 8.3.4.3 等立体角投影下自检校平差的实验结果 |
| 8.3.4.4 不同模型检校结果的比较分析 |
| 8.4 投影曲面法检校 |
| 8.4.1 投影曲面法原理 |
| 8.4.1.1 小孔成像下的平面投影模型 |
| 8.4.1.2 球面投影模型 |
| 8.4.1.3 任意曲面投影模型 |
| 8.4.2 检校平差模型 |
| 8.4.3 实验结果及分析 |
| 8.5 不同模型检校视场的可扩展性分析 |
| 8.5.1 改进的等立体角投影十参数模型检校视场的可扩展性分析 |
| 8.5.2 等立体角投影多项式模型检校视场的可扩展性分析 |
| 8.5.3 自检校模型检校视场的可扩展性分析 |
| 8.5.4 投影曲面法检校视场的可扩展性分析 |
| 8.6 不同检校模型的优劣分析 |
| 8.7 鱼眼相机在抛物面天线测量中的应用 |
| 本章小结 |
| 第九章 总结与展望 |
| 9.1 论文的主要工作总结 |
| 9.2 论文的创新点总结 |
| 9.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作 |
| 致谢 |
四、大视场短焦距CCD成像系统畸变校正研究（论文参考文献）
- [1]一种成像式亮度计校正方法[J]. 李兵,胡皓程,闵锐,曹良才. 应用光学, 2022(01)
- [2]基于一维图像组合的空间目标位姿测量关键技术研究[D]. 王艳. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]空间目标广域探测阵列光学系统关键技术研究[D]. 张鲁薇. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [4]复眼透镜图像拼接技术研究[D]. 周义根. 长春理工大学, 2021(02)
- [5]离轴式畸变校正光轴标定系统研究[D]. 张凯迪. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [6]基于OpenCV和CUDA实时校正大视场物镜畸变的研究[D]. 李明杰. 合肥工业大学, 2018(01)
- [7]子孔径测量系统标定实验及小波边缘提取算法研究[D]. 张适琪. 北京理工大学, 2016(08)
- [8]大视场短焦距摄像机标定的研究与应用[D]. 高婷. 西安电子科技大学, 2014(04)
- [9]基于成像规律的CCD镜头畸变的快速校正[D]. 韩黄璞. 西安工业大学, 2012(07)
- [10]鱼眼相机恒星法检校技术研究[D]. 原玉磊. 解放军信息工程大学, 2012(06)