长焦距斜视航空相机图像拖影与扭曲补偿技术研究的任务书.docx

长焦距斜视航空相机图像拖影与扭曲补偿技术研究的任务书
任务书
一、题目
长焦距斜视航空相机图像拖影与扭曲补偿技术研究
二、研究背景
在现代航空应用中，无人机具有广泛的运用前景。因其具有高信息传输效率、能在危险环境中操作等优点，无人机在海洋勘探、植被监测、灾害勘测、隐蔽目标跟踪等领域均已得到广泛应用。而长焦距斜视航空相机在无人机应用中，可以实现更长距离的全天候监视目标，甚至可以在大高度环境下进行同步监测和跟踪。
然而，在长焦距斜视航空相机应用过程中，由于拍摄过程中姿态调整、振动、地面起伏、摄像机像素排列方式等因素的影响，会导致图像出现拖影、扭曲、失真等问题，给后续分析应用带来了不便，发挥不了传感器的优势。
三、研究目的
本研究旨在探索长焦距斜视航空相机图像拖影与扭曲补偿技术，提出相应方案，为航空应用中的目标侦测、跟踪、识别等研究提供支持。
四、研究内容
1、研究长焦距斜视航空相机的成像特性，探索其图像扭曲与拖影成因。
2、收集国内外该领域研究现状以及相关技术的进展，对已有的扭曲校正、拖影消除方法进行总结和分析。
3、基于已有的差分图像位移算法或相关度位移算法，开展长焦距斜视航空相机图像拖影消除研究，提出相应方案。
4、基于图像投影变换和多项式拟合，对长焦距斜视航空相机图像进行几何扭曲校正，提出相应方案。
5、在真实场景中进行试验验证，制定相应的评估方法，分析结果并对研究进行总结和展望。
五、研究意义
长焦距斜视航空相机在航空应用领域有着广泛的使用。本研究探索长焦距斜视航空相机图像拖影与扭曲补偿技术，可以解决目标跟踪时因成像过程中的振动、姿态调整等因素导致的图像扭曲、拖影、失真等问题。同时，研究成果可为航空应用中的目标侦测、跟踪、识别等领域提供更为精准的数据支持，有着重要的现实意义和社会意义。
六、预期成果
1、研究长焦距斜视航空相机的成像特性，探索其图像扭曲与拖影成因。
2、收集国内外该领域研究现状以及相关技术的进展，对已有的扭曲校正、拖影消除方法进行总结和分析。
3、基于已有的差分图像位移算法或相关度位移算法，提出长焦距斜视航空相机图像拖影消除方案。
4、基于图像投影变换和多项式拟合，提出长焦距斜视航空相机图像扭曲校正方案。
5、在真实场景中进行试验验证，得出验证数据并对研究进行评估分析。
七、研究方法
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，分阶段开展研究工作。具体操作流程如下：
1、查阅资料，深入了解长焦距斜视航空相机的成像特性，分析扭曲与拖影形成的成因，调研现有的经典方法及应用案例。
2、借鉴现有的图像差分位移算法、模板跟踪及相关度位移算法等技术，对研究中的图像拖影进行消除处理，选择最优算法。
3、采用多项式拟合法或图像投影变换校正法对图像进行几何扭曲校正。
4、对试验结果进行评估分析，推广研究成果。
八、研究周期
本研究计划周期为1年。
九、参考文献
1.张悦,刘小明,刘科,等.基于改进的熔岩喷涌算法的图像拖影消除[J].火力与指挥控制,2017,42(6):181-185。
2.陆中钧,陆冬冬,王跃祥,等.基于双极坐标的图像扭曲校正方法[J].遥感学报,2018,22(4):582-595。
3.刘志明,唐宇,翁世红,等.基于相关度位移算法的图像拖影消除[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2018,34(4):570-575。