留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

互相关算法在运动目标距离选通激光三维成像中的应用

范有臣 赵洪利 孙华燕 郭惠超 赵延仲

范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲. 互相关算法在运动目标距离选通激光三维成像中的应用[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617003-0617003(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0617003
引用本文: 范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲. 互相关算法在运动目标距离选通激光三维成像中的应用[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617003-0617003(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0617003
Fan Youchen, Zhao Hongli, Sun Huayan, Guo Huichao, Zhao Yanzhong. Application of cross-correlation algorithm in moving target range-gated three-dimensional laser active imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 617003-0617003(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0617003
Citation: Fan Youchen, Zhao Hongli, Sun Huayan, Guo Huichao, Zhao Yanzhong. Application of cross-correlation algorithm in moving target range-gated three-dimensional laser active imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 617003-0617003(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0617003

互相关算法在运动目标距离选通激光三维成像中的应用

doi: 10.3788/IRLA201645.0617003
基金项目: 

国家自然科学基金(61302183)

详细信息
    作者简介:

    范有臣(1987-),男,博士生,主要从事光电信息处理、激光图像处理等方面的研究。Email:love193777@sina.com

  • 中图分类号: TP391

Application of cross-correlation algorithm in moving target range-gated three-dimensional laser active imaging

  • 摘要: 在微光成像中,距离选通成像是一种获取目标三维信息的有效手段。对于静止目标而言,可以通过对目标切片成像,获得不同选通距离的目标图像,进而通过二值化算法或质心算法获得目标的三维图像。而对于运动目标而言,在切片成像的同时,目标的空间位置会发生变化,因此需要对不同选通距离的目标图像进行配准,而后才能获得目标的三维图像。搭建了基于像增强电荷耦合器件(ICCD)的距离选通实验系统,提出了一种基于像质评价的互信息配准算法配准激光图像目标的空间位置,然后对配准后的激光图像通过互相关算法获得三维图像,并在保证一定的三维精度基础上,逐渐减少激光图像的像幅数,最后与二值化算法和质心算法三维重构进行了实验对比,实验结果表明,互信息配准算法能够有效配准激光图像,互相关三维成像算法精度高于二值化法和质心法,最少采用2幅图像即可获得目标的三维点云图像,大大降低了对运动目标三维成像的难度。
  • [1] Li Jianzhong, Peng Qixian, Li Zeren, et al. Technology of missile-borne laser active imaging guidance[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(4): 1117-1123. (in Chinese)李建中, 彭其先, 李泽仁, 等. 弹载激光主动成像制导技术发展现状分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1117-1123.
    [2] Li Dong, Yang Huajun, Zheng Qiuzhen, et al. Application of range-gated technology in the three-dimensional imaging laser radar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 85-88. (in Chinese)李东, 杨华军, 郑秋贞, 等. 距离选通技术在三维成像激光雷达中的应用研究[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 85-88.
    [3] Jiang Yanbing. Array imaging three dimensional ladar[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2009: 6-15. (in Chinese)姜燕冰. 面阵成像三维激光雷达[D]. 杭州: 浙江大学,2009: 6-15.
    [4] Sun Jianfeng, Gao Jian, Wei Jingsong, et al. Research development of under-water detection imaging based on streak tube imaging lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(5): 811-814. (in Chinese)孙剑峰, 郜键, 魏靖松, 等. 条纹管激光成像雷达水下探测成像研究进展[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(5): 811-814.
    [5] Liu Yan. Experimental study based on the range-gated laser imaging[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2010: 20-31. (in Chinese)刘妍. 基于距离选通激光成像的实验研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2010: 20-31.
    [6] Wang Rui. Effect of gate width of laser range gating imaging on image SNR[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6): 951-956. (in Chinese)王锐. 激光距离选通成像门宽对图像信噪比影响[J]. 中国光学, 2015, 8(6): 951-956.
    [7] Fan Youchen, Li Yingchun, Sun Huayan, et al. Comprehensive assessment of image performance of laser active imaging system by the meanings of Choquet fuzzy integral[J]. Laser Infrared, 2010, 40(10): 1059-1062. (in Chinese)范有臣, 李迎春, 孙华燕, 等. 基于Choquet模糊积分的激光主动成像性能综合评价[J]. 激光与红外, 2010, 40(10): 1059-1062.
    [8] Zang Li, Wang Jingdong. Infrared and visible light image fast registration based on mutual information[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(1): 164-168. (in Chinese)臧丽, 王敬东. 基于互信息的红外与可见光图像快速配准[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(1): 164-168.
    [9] Yu Xianchuan, Lv Zhonghua, Hu Dan. Review of remote sensing image registration techniques[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(11): 2960-2972. (in Chinese)余先川, 吕中华, 胡丹. 遥感图像配准技术综述[J]. 光学精密工程, 2013, 21(11): 2960-2972.
    [10] Guo Huichao, Sun Huayan, Du Lin. Range information calculation method for 3D imaging based on serial images by time-slice technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(12): 3258-3262. (in Chinese)郭惠超, 孙华燕, 都琳. 利用时间切片序列图像的三维成像距离信息计算方法[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(12): 3258-3262.
    [11] Yuan Pusheng. Experimental research of range-gated array detect 3D imaging laser radar[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2007: 30-50. (in Chinese)原蒲升. 距离选通阵列探测3D成像激光雷达的实验研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2007: 30-50.
    [12] Wang Zehao. Research on 3D reconstruction for range-gated laser imaging system[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2013: 35-45. (in Chinese)王泽皓. 距离选通激光成像系统三维重构方法研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2013: 35-45.
    [13] Andersson Pierre. Long-range three-dimensional imaging using range-gated laser radar images[J]. Optical Engineering, 2006, 45(3): 034301.
    [14] Liu Zhen, Li Sheng, Feng Chang. Laser stripe center extraction based on cross-correlation algorithm[J]. Chinese Journal of Lasers, 2013, 40(5): 197-202. (in Chinese)刘振, 李声, 冯常. 基于互相关算法的激光条纹中心提取[J]. 中国激光, 2013, 40(5): 197-202.
  • [1] 李美萱, 王红, 刘小涵, 刘明, 宋立军.  基于相位调制的运动目标多光谱关联成像研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210184-1-20210184-8. doi: 10.3788/IRLA20210184
    [2] 母一宁, 郝国印, 刘春阳, 刘德兴, 曹喆.  波导栅型微孔阵列的自触发瞬时选通成像研究(特邀) . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 402002-0402002(4). doi: 10.3788/IRLA201948.0402002
    [3] 丁浩林, 易仕和, 吴宇阳, 张锋, 何霖.  基于BOS技术的气动光学流场传输效应成像偏移校正方法研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418003-0418003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0418003
    [4] 孙华燕, 郭惠超, 范有臣, 王帅.  激光主动成像中的BRDF特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 18-23. doi: 10.3788/IRLA201746.S106004
    [5] 梁振宇, 樊祥, 程正东, 朱斌, 陈熠.  任意阶运动目标强度关联成像 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 824002-0824002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0824002
    [6] 范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲.  激光主动成像结合距离选通技术的零时信号测量方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 306004-0306004(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0306004
    [7] 胡玲, 王霞, 延波, 李帅帅.  水下距离选通成像系统调制传递函数模型分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3262-3269.
    [8] 范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲.  主被动复合激光距离选通探测系统最大作用距离的推算 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 86-92.
    [9] 杨卫, 赵迪, 刘前进.  针对运动目标感知的动静态双坐标探测系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 279-283.
    [10] 谢超, 王力宝, 王党卫, 马晓岩, 王玲.  宽测绘带MIMO-SAR 运动目标回波特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2860-2866.
    [11] 王森, 潘玉寨, 刘一, 杨宝森, 曲士良.  提高雾天激光主动成像图像质量的研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2392-2396.
    [12] 吴坤, 张合新, 孟飞, 陈聪.  激光主动成像图像噪声抑制方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2397-2402.
    [13] 杨长久, 李双, 裘桢炜, 洪津, 乔延利.  同时偏振成像探测系统的偏振图像配准研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 262-267.
    [14] 葛卫龙, 华良洪, 张晓晖.  距离选通水下激光成像系统信噪比分析与计算 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2022-2026.
    [15] 曹忆南, 王新伟, 周燕.  距离选通激光成像空间定位模糊C均值聚类分割法 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2682-2686,2696.
    [16] 陈超, 杨鸿儒, 吴磊, 俞兵, 袁良, 杨斌, 黎高平.  距离选通成像系统关键性能的实验 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3423-3427.
    [17] 葛卫龙, 华良洪, 张晓晖.  距离选通水下成像中基于等水体后向散射光能量的目标搜索方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2677-2681.
    [18] 都琳, 李迎春, 郭惠超, 范有臣.  互相关法实现距离选通远距离目标的三维重建 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1725-1729.
    [19] 王磊, 徐智勇, 张启衡, 王华闯.  蓝绿激光水下成像系统的探测灵敏度分析 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 79-84.
    [20] 李东, 杨华军, 郑秋贞, 邓志辉.  距离选通技术在三维成像激光雷达中的应用研究 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 85-88.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  347
  • HTML全文浏览量:  57
  • PDF下载量:  182
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-05
  • 修回日期:  2015-11-03
  • 刊出日期:  2016-06-25

互相关算法在运动目标距离选通激光三维成像中的应用

doi: 10.3788/IRLA201645.0617003
    作者简介:

    范有臣(1987-),男,博士生,主要从事光电信息处理、激光图像处理等方面的研究。Email:love193777@sina.com

基金项目:

国家自然科学基金(61302183)

  • 中图分类号: TP391

摘要: 在微光成像中,距离选通成像是一种获取目标三维信息的有效手段。对于静止目标而言,可以通过对目标切片成像,获得不同选通距离的目标图像,进而通过二值化算法或质心算法获得目标的三维图像。而对于运动目标而言,在切片成像的同时,目标的空间位置会发生变化,因此需要对不同选通距离的目标图像进行配准,而后才能获得目标的三维图像。搭建了基于像增强电荷耦合器件(ICCD)的距离选通实验系统,提出了一种基于像质评价的互信息配准算法配准激光图像目标的空间位置,然后对配准后的激光图像通过互相关算法获得三维图像,并在保证一定的三维精度基础上,逐渐减少激光图像的像幅数,最后与二值化算法和质心算法三维重构进行了实验对比,实验结果表明,互信息配准算法能够有效配准激光图像,互相关三维成像算法精度高于二值化法和质心法,最少采用2幅图像即可获得目标的三维点云图像,大大降低了对运动目标三维成像的难度。

English Abstract

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回