無人機視覺著陸中紅外合作目標的熱暈模糊去除方法研究.pdf

1、基于視覺的無人機自主著陸技術(shù)中需要從地面合作目標的特定形狀中估算出無人機的高度、飛行姿態(tài)等著陸信息,本課題組為滿足全天候下無人機自主著陸的要求,提出了一種基于地面紅外合作目標和機載紅外視覺系統(tǒng)的著陸新方法。但在實驗過程中發(fā)現(xiàn),由于紅外合作目標處于較高溫度溫狀態(tài),在其周圍容易形成模糊,該模糊對無人機位姿參數(shù)估計的精度影響較大。針對這一問題,本文分別從前期的合作目標設計和紅外模糊圖像的后期恢復兩方面展開相關(guān)研究工作。
　　 首先,本

2、文從合作目標的紅外探測成像機理角度分析了熱暈形成的原理。對紅外合作目標熱暈的形成原理進行了詳細的熱力學分析后,推導出形成紅外熱暈模糊的主要影響因素,利用Fluent仿真軟件對熱暈的形成進行仿真。同時對合作目標進行優(yōu)化設計,以期從合作目標這一硬件上減小熱暈模糊。實驗表明,優(yōu)化設計后的合作目標的熱暈模糊與舊合作目標相比有明顯的改善。
　　 然后,由于合作目標的熱暈模糊形成原理與一般圖像模糊不同。本文通過查閱大量現(xiàn)有文獻資料選擇了適用

3、于本文背景的基于透明區(qū)域的模糊恢復方法。針對原方法中不能實現(xiàn)自動提取透明區(qū)域的問題,運用仿真與實驗驗證相結(jié)合的方法確定出了最大模糊比例,又利用改進的橫井細化算法提取出了模糊區(qū)域,再運用基于透明區(qū)域的模糊恢復算法對圖像進行恢復運算,實驗表明,改進后的方法能夠較好地去除合作目標的熱暈模糊。
　　 其次,通過對實際圖片中的模糊區(qū)域的灰度變換曲線結(jié)合仿真實驗中的溫度場變換規(guī)律進行研究,探索了另一種去除熱暈模糊的方法,實驗表明該方法能夠一

4、定程度上去除合作目標的熱暈模糊。
　　 另外,由于背景溫度不高且紅外發(fā)射率較低等因為,背景在紅外圖像中呈現(xiàn)為較低能量,而模糊區(qū)域在圖像中的能量特征沒有合作目標明顯,而奇異值分解與圖像重構(gòu)結(jié)合具有提取出圖像中不同能量成分的作用。因此,本文研究了基于奇異值分解的熱暈模糊去除方法,利用奇異值分解對圖像處理后,對特征向量按大小排列,確定出適合的特征值進行重構(gòu)以期得到清晰圖像。實驗表明,該方法有較好的處理效果。
　　 最后,通過對