控制二维码连续扫描_基于图像运动补偿的双边控制长积分时间连续全景扫描成像...

利用移动载体进行城市遥感&＃xff0c;可以对城市区域进行综合监测。为了提高遥感的性能和效率&＃xff0c;一直要求高空间分辨率和宽覆盖。本文针对机载全景扫描成像中的像移问题&＃xff0c;提出了一种新的图像运动补偿方法&＃xff0c;可以同时补偿图像的旋转和平移。基于几何光学原理&＃xff0c;定量化的计算了成像介质上像移量&＃xff0c;通过数值模拟对图像运动进行了详细分析。在此基础上&＃xff0c;提出了一种基于滑模控制器的四通道双边控制的综合图像旋转补偿方法。 目前机载的城市遥感主要有以下三种模式&＃xff1a;对于图1a所示的FSI模式&＃xff0c;摄像机的移动由控制系统给出的一系列指令控制。一旦相机到达目标成像区域&＃xff0c;它将保持凝视状态并开始收集遥感图像。对于图1b所示的CSI模式&＃xff0c;执行通过连续旋转扫描镜来实现的快速扫描成像&＃xff0c;以在强环境光和短曝光时间下增加有限视野内的覆盖宽度。但对于恶劣的拍摄环境(如低环境光照)和对成像空间分辨率的高要求&＃xff0c;必须增加成像积分时间以提高图像的信噪比。在这种情况下&＃xff0c;简单地使用CSI模式会导致图像平移&＃xff0c;从而导致图像模糊。因此&＃xff0c;为了在较长的积分时间内保证高的图像空间分辨率&＃xff0c;必须严格保持成像介质与物体之间的相对位置关系不变。换句话说&＃xff0c;成像系统保持在凝视状态。图1 工作原理示意图&＃xff1a;(a)帧扫描成像(FSI)系统&＃xff1b;(b)连续扫描成像(CSI)系统另外为了提高扫描效率&＃xff0c;可以在成像介质中添加刚性高频音圈单元或高精度压电陶瓷运动单元。当扫描镜在曝光时间内连续旋转时&＃xff0c;控制单元将推动成像介质以补偿图像运动&＃xff0c;从而确保目标图像和成像介质之间的相对位置恒定&＃xff0c;这种成像方法称为连续扫描步进凝视成像(CSSSI)如图2所示。图2 连续扫描步进凝视成像模式成像原理图作者重点研究了扫描成像引起的运动补偿&＃xff0c;根据几何光学原理&＃xff0c;定量分析了扫描镜的运动对图像平移的影响&＃xff0c;通过模型建立公式推导最后得出扫描前后图像平面上相应点的坐标分别为&＃xff1a;随后作者通过数值模拟分析了不同曝光时间下不同像点A-E的模拟运动幅度以及不同曝光时间在像面上不同位置的模拟运动值(单位&＃xff1a;像素)如图3&＃xff0c;4所示。并根据此定量化的分析提出了一种长积分时间图像运动的补偿控制策略&＃xff0c;如图5所示。图6是通过补偿后最终的机载成像图。图3  不同曝光时间下不同像点A-E的模拟运动幅度图4 不同曝光时间在像面上不同位置的模拟运动值(单位&＃xff1a;像素)图5 长积分时间图像运动补偿控制策略图6 长积分时间下具有图像旋转补偿和图像平移补偿的城市遥感全景拼接图像原文链接&＃xff1a;https://doi.org/10.3390/rs11161924