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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2012年
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基于图像处理自动调焦技术在经纬仪中应用的研究

林兆华  
【摘要】:光电经纬仪对目标进行跟踪测量过程中,目标与设备的相对距离不断发生变化,会造成目标像面离焦,降低了背景与目标成像的对比度,影响了成像质量。现有的光电经纬仪的调焦是依靠人眼观察手动调焦,或根据距离信息来实现距离调焦,这种传统调焦方式具有精度不高等缺点。同时由于受温度变化使得经纬仪焦面发生变化,为了减小环境温度变化对经纬仪成像系统的影响,目前主要利用温度经验公式补偿温度引起的离焦量,况且每台经纬仪都需要进行外场温度补偿标定,工作量很大。因此自动调焦问题是光电经纬仪亟待解决的问题。 随着现代计算技术的发展和数字图像处理理论的日益成熟,越来越多的自动调焦算法运用的是图像处理理论。基于图像处理自动调焦技术在光电经纬仪等大型光测设备中是非常具有应用前景的,在此背景下本文对基于图像处理理论的自动调焦技术进行了相关研究。 本文首先根据图像处理自动调焦的原理及其关键技术,给出了基于图像处理的自动调焦技术在经纬仪中的应用的系统组成和工作流程,对目前基于图像处理的清晰度评价函数进行了分类阐述,并且对某些评价函数进行改进,选取几种代表性调焦评价函数进行计算与实验,得到并分析其函数曲线,选出最优的清晰度评价函数。本文将经纬仪自动调焦过程分为粗调和细调两个过程,通过实验得到本文提到的改进的Kirsch清晰度评价函数适合作为粗调清晰度评价函数,基于小波变换的清晰度评价函数适合作为细调清晰度评价函数。 针对小波变换清晰度评价函数计算量大,实时性不高的特点,本文采用提升小波变换的清晰度评价函数,采用提升方法构造小波函数,并提出基于提升小波变换的清晰度评价函数。 本文提出了一种经纬仪自动调焦窗口的选择方法——基于目标脱靶量计算调焦窗口,该方法能跟踪运动目标,计算量较小,满足调焦准确性的要求,另外还减少了背景对调焦过程的影响。 在聚焦搜索过程中,本文提出一种适合经纬仪自动调焦的搜索算法——爬山搜索与曲线拟合相结合的搜索算法,在粗调焦过程中,使用爬山搜索算法,在细调区内,采用爬山算法与曲线拟合相结合的调焦方式。本文对爬山搜索算法存在的问题进行多项改进,实验证明了该方法的有效性。 最后对基于图像处理的自动调焦系统在经纬仪上进行了验证,实验表明本文算法能够做到对经纬仪图像的自动调焦,系统的调焦精度为±0.015mm。稳定性较高,该自动调焦系统完全能够满足光电经纬仪实时跟踪以及事后数据处理和分析对图像清晰度的要求。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH761.1;TP391.41

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 史红伟;显微图像处理理论及其在食品微生物识别中的应用[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王昕;刘畅;;基于提升小波变换的图像清晰度评价算法[J];东北师大学报(自然科学版);2009年04期
2 梁翠萍;李清安;乔彦峰;朱玮;;简析光学系统自动调焦的方法[J];电光与控制;2006年06期
3 林兆华;刘鑫;王岚;张淑梅;;采用MSP430单片机的自动调焦控制系统在经纬仪上的应用[J];电光与控制;2011年01期
4 李美志;摄像机的自动聚焦方式及克服存在问题的方法[J];电视技术;1994年10期
5 瞿蓬 ,林喜荣;一种基于图像处理的自动调焦系统[J];电子技术应用;2002年10期
6 徐继友,朱耆祥;空间目标跟踪技术中应用小波变换的探讨[J];光电工程;2000年05期
7 王立强,林斌,徐向东,陆祖康;基于USB Video Camera的自动对焦系统[J];光电工程;2001年05期
8 冯华君,毛邦福,李奇,徐之海;一种用于数字成像的自动对焦系统[J];光电工程;2004年10期
9 陈国金;朱妙芬;施浒立;祝杰;;图像调焦算法研究及FPGA实现[J];光电工程;2007年11期
10 李继陶,苏显渝,向立群;激光三角法距离传感: 散斑的影响[J];光电工程;1997年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王卫卫;小波与提升及其在图像数字水印中的算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 李奇;数字自动对焦技术的理论及实现方法研究[D];浙江大学;2004年
3 王丽荣;基于小波变换的目标检测方法研究[D];吉林大学;2006年
4 胡涛;机器视觉中的自动调焦及形貌恢复技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 陈国金;数字图像自动聚焦技术研究及系统实现[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王敏君;基于图像的自动聚焦方法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 王剑华;基于嵌入式Linux的数字自动对焦系统研究[D];华南理工大学;2011年
3 徐博泓;基于图像的自动调焦方法研究及系统实现[D];国防科学技术大学;2010年
4 朱孔凤;数字图像处理在自动聚焦系统中的应用[D];山东大学;2006年
5 周贤;自动聚焦算法研究与验证平台设计[D];山东大学;2006年
6 高真真;基于提升方案的自适应小波变换算法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 马媛;基于的DSP直流伺服系统在调焦系统中的应用[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
8 刘兴宝;基于数字图像处理的自动对焦技术研究[D];中国工程物理研究院;2007年
9 胡凤萍;视频自动聚焦方法研究与实现[D];西安电子科技大学;2008年
10 蒋婷;基于图像处理的自动对焦理论和技术研究[D];武汉理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙可;;一种塑料光学非球面镜片的成型技术[J];工程塑料应用;2009年06期
2 陈海胜;;基于小波变换的桥梁损伤识别研究[J];四川建筑科学研究;2010年05期
3 蔡荣;唐慧明;高国鲁;;一种高清晰度网络摄像机的硬件设计[J];安防科技;2007年06期
4 朱孔凤;;自动聚焦区域选择算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年02期
5 钱锋;;光纤数字传输系统传输特性的测量[J];安徽职业技术学院学报;2005年04期
6 李蓓;;保偏熔接机结构特点分析研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年01期
7 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
8 周玲;;基于MATLAB的语音信号数字滤波处理[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年03期
9 丁硕;;基于LabVIEW的虚拟数字滤波器的设计[J];鞍山师范学院学报;2008年02期
10 刘贵喜,扬万海,谢仕聘;光纤电流传感器微弱信号检测技术[J];半导体光电;1998年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王炬;樊绍胜;;平移不变小波快速算法在电力通信消噪中的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 郭晓霞;杨慧中;;基于多阈值的小波包去噪[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 王璐;张丽;王红球;易裕民;;拉曼光谱用于液态物品安检的方法研究[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
4 鲁剑锋;;多模板相关跟踪算法在DSP系统上的应用[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 赵云;李迎春;孙华燕;郭惠超;;提高激光主动成像系统性能的匹配设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 谢家兴;刘洪山;王建;代秋芳;;基于Authorware的工程光学多媒体教学系统的制作[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 黎新;黄国亮;李强;陈圣依;;钻石多面体几何结构特征的频谱分析及应用研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 贾大功;赵振;马彩缤;张红霞;张以谟;;基于ARM的嵌入式光纤端面检测仪的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 吕且妮;崔宇明;蔡怀宇;王强;;“工程光学实验”教学平台的设计与建立[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 周广梅;郭峰;李宏升;;润滑油膜厚度测量彩色光干涉图像的复现[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王文答;小波视频编码与动态码率传输技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 董杰;基于单目视觉的散焦测距算法的研究[D];中国海洋大学;2010年
4 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
5 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
6 饶丰;基于个性化眼模型的人工晶体设计及其特性研究[D];南开大学;2010年
7 张梅;基于个性化眼光学结构的人眼色差的研究[D];南开大学;2010年
8 覃岭;无线电侦测中的阵列处理算法研究[D];电子科技大学;2010年
9 杨承;日盲型紫外探测和直升机着舰光电助降技术的研究[D];电子科技大学;2010年
10 宋国明;基于提升小波及SVM优化的模拟电路智能故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 左宗鹏;基于DSP的车牌识别系统研究[D];安徽工程大学;2010年
2 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
3 王敏君;基于图像的自动聚焦方法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 王磊;继电保护测试仪检定装置的研究与实现[D];南昌航空大学;2010年
5 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
6 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
7 衡泽超;基于ATT7022B的三相多用户电能表研究[D];山东科技大学;2010年
8 毕博;隔离四通道数字存储示波器的设计与研究[D];山东科技大学;2010年
9 徐坤山;三相四线制并联型有源电力滤波器的研究[D];山东科技大学;2010年
10 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡涛;陈世哲;刘国栋;浦昭邦;;显微视觉系统中自动调焦评价函数的选取[J];半导体光电;2006年02期
2 宋斌;;一种新的图像连通域快速标号算法[J];电子测量技术;2009年09期
3 张新明;孙印杰;郑延斌;;二维直方图准分的Otsu图像分割及其快速实现[J];电子学报;2011年08期
4 王文远;;基于图像信噪比选择优化高斯滤波尺度[J];电子与信息学报;2009年10期
5 罗志灶;周赢武;郑忠楷;;基于区域增长的连通域标记算法的优化[J];闽江学院学报;2011年02期
6 许艳;萧泽新;陈乐庚;;细胞显微图像的处理与识别系统研究[J];光学与光电技术;2007年02期
7 余超;王伯雄;郑汉卿;罗秀芝;张明照;;显微镜自动粗调焦的TennenGrad改进算法[J];光学精密工程;2007年05期
8 王倩;宋恩民;许向阳;刘宏;;基于加权邻域相关性的显微镜自动聚焦函数[J];光学精密工程;2008年01期
9 蒋海华;;基于图像清晰度评价函数的显微镜自动调焦技术研究[J];光学技术;2008年S1期
10 张雷;王秋光;戚基萍;;基于模糊边缘检测的胸水癌细胞显微图像处理技术[J];哈尔滨理工大学学报;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许景波;高斯滤波器逼近理论与应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 丁筠;基于生物技术与计算机视觉的食品微生物快速检测研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘妮;彩色显微图像处理及其应用[D];南京理工大学;2003年
2 刘圆圆;医学显微图像工作站中的彩色图像处理[D];浙江大学;2004年
3 黎茂;中轴变换研究[D];电子科技大学;2006年
4 于子翊;储粮微生物的显微图像特征提取和识别技术分析[D];首都师范大学;2006年
5 蒋德才;生物显微镜自动控制载物台的设计与开发[D];山东大学;2007年
6 张云;胃腺癌细胞显微图像分析与处理系统研究[D];国防科学技术大学;2006年
7 蒋凤林;基于数字图像处理的自动调焦算法研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
8 唐娅琴;彩色血液细胞图像的分割与识别方法研究[D];重庆大学;2007年
9 刘侃;鲜奶含菌量快速检测系统[D];华中科技大学;2008年
10 陶敏;果蝇复眼病变图像识别的自动调焦技术研究[D];中南大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱孔凤;;自动聚焦区域选择算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年02期
2 胡涛;陈世哲;刘国栋;浦昭邦;;显微视觉系统中自动调焦评价函数的选取[J];半导体光电;2006年02期
3 苏赋;杨文淑;徐智勇;;红外小目标小波多尺度相关检测方法[J];半导体光电;2007年04期
4 范剑英,于晓洋,刘泊,许万里;三维视觉传感技术进展[J];兵工自动化;2000年02期
5 郭军,曾文涵,谢铁邦;弹头发射痕迹计算机图像比对系统研究[J];兵工学报;2003年04期
6 张邦楚,韩子鹏,舒敬荣,范雁飞;提升格式自适应小波在制导航弹仿真试验数据滤波中的应用[J];兵工学报;2005年02期
7 刘力双;孙双花;吕乃光;;视觉系统中调焦函数的选择方法研究[J];北京机械工业学院学报;2008年01期
8 祝世平,房建成,周锐;一种新的能量谱熵图像聚焦评价函数[J];北京航空航天大学学报;1999年06期
9 贺俊吉,张广军;结构光三维视觉检测中光条图像处理方法研究[J];北京航空航天大学学报;2003年07期
10 任四刚,谢利利;自动聚焦在图像测量中的应用[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 冯象初;偏微分方程的小波分析方法[D];西安电子科技大学;1998年
2 李奇;数字自动对焦技术的理论及实现方法研究[D];浙江大学;2004年
3 王华;高密度全场主动离焦三维测量方法的研究[D];四川大学;2004年
4 朱铮涛;基于计算机视觉图像精密测量的关键技术研究[D];华南理工大学;2004年
5 陈前荣;目标图像的光学相关识别与运动模糊图像恢复[D];国防科学技术大学;2004年
6 陈国金;数字图像自动聚焦技术研究及系统实现[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李永峰;第二代小波变换应用于图象无损压缩的DSPs实现[D];福州大学;2002年
2 田宜彬;数字成像系统的自动对焦算法研究[D];浙江大学;2002年
3 郑玉珍;基于DSP的自动对焦技术[D];浙江大学;2002年
4 赵霞;基于DSP技术的复合材料实时小波分析模块设计[D];南京航空航天大学;2003年
5 周曲;显微组织数字图像处理及自动测试[D];广东工业大学;2003年
6 何锦平;基于小波多分辨分析的图像增强及其应用研究[D];西北工业大学;2003年
7 裴锡宇;自动对焦技术及其工程应用的研究[D];浙江大学;2004年
8 王旭智;TMS320F240定点DSP控制器在雷达模拟系统中的应用[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
9 刘斌;基于图像技术的自动调焦方法研究与实现[D];浙江大学;2004年
10 魏崇奎;基于HVS图像质量评价模型的方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
【相似文献】
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1 陈国良;黄心汉;王敏;刘明尧;;基于图像分析的显微视觉自动调焦方法研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年05期
2 孙立宁,陈立国,荣伟彬;微操作机器人显微视觉系统自动调焦的实现[J];仪器仪表学报;2002年S2期
3 蒋海华;;基于图像清晰度评价函数的显微镜自动调焦技术研究[J];光学技术;2008年S1期
4 麻恒阔;魏国强;;基于图像处理自动调焦方法的稳定性研究[J];航空精密制造技术;2007年02期
5 刘力双;孙双花;吕乃光;王宝光;;电子摄像式对刀仪的研究[J];制造技术与机床;2007年11期
6 王建民,浦昭邦,尹继学,晏磊;图像式显微自动调焦、瞄准系统的研究[J];光学技术;2000年05期
7 杨再华,李玉和,李庆祥,郭阳宽;微操纵系统自动调焦方法的研究[J];计算机测量与控制;2005年01期
8 王伟杰;周生元;赵学增;;基于视觉传感的焊缝识别方法的研究[J];机械工程师;2007年10期
9 杨文鹏,陈国金;基于OMAP的数字调焦控制系统的实现[J];机电工程;2004年11期
10 原育凯;贾伟;裴云天;;自动调焦中的评价区域自动选取[J];科学技术与工程;2006年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹茂永;孙农亮;郁道银;;离焦模糊图像清晰度评价函数的研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
2 武星星;刘金国;;基于改进型BP算法的空间相机自动调焦研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
3 孙安青;萧泽新;;自动显微镜实时快速调焦技术及其实现[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
4 张闯;卢桂章;赵新;;面向微操作应用的自动寻针、调焦和针尖定位算法及其实现[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
5 张文成;毛清龙;唐崇丹;黄作明;;煤岩反射率自动测定和有机组分测定系统的研究[A];中国金属学会第一届青年学术年会论文集[C];2002年
6 张鹏;曹学东;吴时彬;;微透镜精确定焦方法及其验证[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集2)[C];2010年
7 范富明;程良伦;;基于宏微双驱结构的显微镜离焦在线检测及补偿[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
8 张春霞;魏小林;阳德志;王阳;盛宏至;;内旋流流化床内异重颗粒横向扩散系数的试验研究[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
9 王晓蕾;杨健;;基于图像处理技术的地基云图云量的识别[A];第三届长三角气象科技论坛论文集[C];2006年
10 梁威;沈昱明;;基于改进的Fourier描述子算法的车辆识别[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 龙云怒;模仿人眼自动调焦距的液体镜头问世[N];医药经济报;2006年
2 四川 刘焱彬;数码相机的图像处理[N];电子报;2001年
3 本报记者 聂翠蓉;液体镜头让手机拍照更清晰[N];科技日报;2006年
4 长人 编译;专家评索尼α100[N];中国摄影报;2006年
5 孙婧;视频图像处理技术在案件中的应用[N];西部法制报;2008年
6 殷幼芳;印前图像处理技术对印刷质量的影响[N];中国包装报;2005年
7 本报记者 徐鹏飞;农民发明家张其高[N];中国知识产权报;2006年
8 武文;索尼两系列电视新品亮相[N];中国质量报;2008年
9 金彧;★图像处理实用小工具Qimage又推新版[N];中国电脑教育报;2002年
10 本报记者 刘晖;图像处理引擎的威力[N];计算机世界;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林兆华;基于图像处理自动调焦技术在经纬仪中应用的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
2 徐新;数字图像自动调焦技术及其在低光照环境下的应用研究[D];上海交通大学;2012年
3 于秋水;基于图像处理方法的光学瞄具自动调焦技术研究[D];长春理工大学;2011年
4 卢振华;推扫式遥感相机基于图像的实时自动调焦研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 周晓谋;尿液显微颗粒自动检测与图像处理研究[D];中国矿业大学;2012年
6 胡涛;机器视觉中的自动调焦及形貌恢复技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 刘瑞安;单摄像机视线跟踪技术研究[D];天津大学;2007年
8 张旗;基于属性的图像分类研究[D];大连海事大学;2005年
9 余庆军;智能图像处理及其在无线多媒体业务中的应用[D];华南理工大学;2004年
10 王朝阳;微米云纹法及其相关的超高频制栅与数字化图像处理技术[D];清华大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陶敏;果蝇复眼病变图像识别的自动调焦技术研究[D];中南大学;2010年
2 徐博泓;基于图像的自动调焦方法研究及系统实现[D];国防科学技术大学;2010年
3 吴小翠;全自动尿沉渣检验仪自动调焦方法研究[D];湖南大学;2010年
4 吴冬冬;全自动尿沉渣分析仪的显微自动调焦系统设计与实现[D];武汉理工大学;2012年
5 姚珺;红外热像仪自动调焦和图像采集技术的研究[D];南京理工大学;2012年
6 赵志彬;机载光电平台可见光摄像机自动调焦技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
7 谢小华;风洞光电测量系统自动调焦软件设计与实现[D];电子科技大学;2013年
8 梁炎锋;无热化设计效果检测仪自动调焦系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 叶家和;基于机器视觉的手机摄像头自动调焦[D];华南理工大学;2012年
10 刘斌;基于图像技术的自动调焦方法研究与实现[D];浙江大学;2004年
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