摘要：空间推扫式时间延迟积分电荷耦合器件（TDI-CCD）相机在曝光时间内，容易因为相机焦平面与观测目标的偏移而造成图像模糊。为了获得高质量的图像数据,需要对成像系统进行稳像,而稳像的关键技术在于抑制成像平台的震动以及实时地、高精度地获取载体的运动轨迹。高速而精确地获取成像过程中载体平台的运动矢量,已经成为高分辨率成像的重点发展方向。通常获取运动矢量的方法速度较慢,无法满足实时地、准确地获取目标运动轨迹的需求，在联合变换光学相关器的图像位移矢量探测技术研究的基础之上，设计了基于现场可编程门阵列（FPGA）的联合变换相关器系统，代替基于傅里叶光学变换的联合变换相关器系统，计算精度达到了0.1 pixel。

摘要：分析了随机振动对调制传递函数的影响,指出角位移是影响航空成像质量的主要因素.研究了特定条件下可容许的MTF下降,并转变为稳定系统的设计参量,用来指导稳像系统的设计.利用空间机构学及平行四边形平动原理,研制了一种新的无角位移减振稳像平台,满足既无角位移又达到减振要求.根据设计理论给出了设计实例,对频率高于100HZ的振动,衰减达34dB,并利用动力学软件进行测试仿真,仿真曲线验证无角位移减振的正确性,同时对无角位移机构进行光学测试,结果耦合角度小于8″,可以满足航空成像要求.

摘要：由于稳像算法中的运动估计占据整个算法60%～80%的运算量,并随着图像分辨率的提高,实时稳定连续图像序列的难度不断增加。本文提出一种基于图形处理器的相位校正策略,根据相位校正稳像算法数学模型,利用图像处理器统一并行架构与像素单线程模式,设计交叠复合相位运动估计结构,提升并行线程同步性能,缩短FFT并行运算时间;同时通过改变并行线程的尺度,调整图形处理器的存储方式,提升数据存储器的访问性能,改进了相位运动估计的并发性,可高品质估算视频需要稳定的旋转,平移等变量,以达到高速稳定1k×1k分辨率的灰度连续视频的目的。实验证明,平均稳定一帧图像时间约为10ms,有效提升了视频稳定的效率,增强了相位图像稳定工程应用的可能性。

摘要：分析了由于卫星平台颤震导致的空间相机分辨率下降的原因,阐述了进行空间相机稳像补偿的必要性及国内外现有技术方法与途径。提出了利用高速CCD获得光轴颤震偏移矢量、微机械像面移动补偿的空间相机稳定成像新方法。给出了光路结构设计方案,提出了光轴偏移量探测的软件算法。研究结果表明,该方法的颤震探测精度可以达到0.1～0.2像素,补偿精度可以达到亚像素水平,对空间相机在颤震卫星平台上获取高分辨图像具有一定价值。

摘要：星敏感器在高动态工况下的拖尾现象降低信噪比,影响产品姿态测量精度.本文设计了一种星敏感器稳像方法,利用陀螺获取星敏感器角速度,在星敏感器曝光期间利用像面驱动器带动成像芯片补偿运动实现稳像,可以减小甚至消除拖尾,提升星敏感器在动态工况下的测量精度.实验验证表明稳像补偿后星敏感器定心精度比稳像补偿前提高了57.2%,相比多帧叠加算法也有明显优势.稳像补偿后星点高斯半径、能量峰值以及相关系数等指标相比稳像前也均有大幅改善.该稳像方法可广泛应用于具有高动态应用场景的星敏感器和其他光电成像仪器中.

摘要：针对机器人视觉稳像问题,建立六参数仿射图像运动模型,给出其递推关系。设计基于梯度的KLT特征提取算法,根据最优绝对误差和进行特征点的匹配,利用超定的运动参数求解方程推导,得到有意运动参数的观测模型,并使用最小二乘法进行求解,对卡尔曼滤波后的运动参数和图像运动模型进行反向求解,实现含抖动视频的稳像补偿。在自主移动机器人平台上的实验结果表明,利用KLT算法得到的特征点分布更合理,速度更快,经相对参数滤波后的图像相比绝对参数滤波更平滑。

摘要：稳像是提高基于视觉的移动机器人作业精度的关键。论文建立了完整的稳像算法流程,包含图像运动学模型、KLT特征提取、SAD特征匹配和滤波算法;设计了运动参数的Kalman和FIR滤波算法;并利用MATLAB实现了运动参数的Kalman和FIR滤波器;仿真验证和对比分析了Kalman和FIR滤波器对运动参数的去抖效果。结果表明,机器人视觉稳像中,Kalman滤波效果优于FIR滤波。用VC++和OpenCV编程实现了基于Kalman滤波的机器人视觉稳像软件,在双机器人移动平台上开展了实验,稳像计算时间小于视频采样时间,系统满足机器人对接作业实时性和精度要求。

摘要：基于格雷编码位平面匹配算法,给出了该算法实现的原理、优点,介绍了该算法实现的几个步骤:图像预处理,区域运动矢量计算,全局运动矢量计算,运动补偿;依据DM642核心芯片,设计了一个基本DM642的视频处理系统;在基于MATLAB的软硬件环境里,设计了一个仿真系统,给出了仿真系统的各个框图,采用MATLAB语言编写了一个仿真程序,对一段视频进行了处理,在仿真环境下基本实现了实时处理。最后对仿真结果进行了评测,给出了几种测试方法。

摘要：遥感相机凝视的积分时间较长,为了在较长的积分时间内能够稳定成像,需要设计稳像控制系统,消除成像积分时间内由于卫星的残余抖动引起的图像模糊。稳像相机是稳像控制系统中的核心设备,任何光学稳像系统都需要根据稳像相机的图像数据完成运算。在遥感卫星中稳像相机和遥感相机使用同一光路,因此稳像相机可使用的有效面积较小。为了获得较高的稳像控制带宽,要求稳像相机必须具备千赫兹量级的成像帧频,这就要求相机具备高灵敏度、低噪声的特点,并可以在极短曝光条件下获取图像信息;同时相机需要具备大面阵成像能力,以期拍摄获得足够大的地物场景,为寻找细节丰富的区域开展帧间关联提供可能。将稳像相机电子学设计成焦平面电路、信号处理电路和接口板三种电路,并使用柔版代替板间连接器将三种电路连接,极大的减小了稳像相机的体积和质量。实际测试得稳像相机最大外包落为114 mm×58 mm×69 mm、质量697 g、功耗小于6 W;该稳像相机具有1280×1024@50 fps全画幅搜索模式和32×32@2000 fps闭环控制模式。试验结果表明,稳像相机在全画幅模式下成像清晰;遥感相机在闭环控制模式下的成像分辨率得到大幅度提升,达到设计指标。

摘要：介绍了MEMS惯性传感器ADIS16355的特性,阐述了对其进行读写和数据处理的方法,在此基础上,设计了一种应用于图像稳定系统的相机姿态信息采集与存储系统。该系统由FPGA控制,利用ADIS16355进行相机位姿数据的采集,并将采集到的数据存储于系统内的存储介质FLASH中。采集完毕后,通过USB接口实现与上位机的通讯,完成对图像偏移的校正,为提高图像利用率提供了基础。