第1章 绪论 1
1.1 无人飞行器遥感：能力、魅力与潜力 1
1.2 序列影像处理与运动分析 4
第2章 无人飞行器遥感监测系统 9
2.1 概述 9
2.2 无人飞行平台 10
2.2.1 无人机平台 10
2.2.2 无人飞艇平台 12
2.2.3 飞行控制系统 14
2.3 地面控制站 16
2.3.1 基本组成 16
2.3.2 物理配置 17
2.3.3 基本功能 17
2.3.4 外部接口 19
2.4 任务载荷 20
2.4.1 成像传感器 20
2.4.2 传感器位置与姿态测量 26
2.5 数据链路 29
2.5.1 数据链路的组成 29
2.5.2 数据链路的特征 30
2.5.3 数据传输特性 31
参考文献 34
第3章 序列影像预处理 35
3.1 序列影像数据特性 35
3.1.1 序列影像一般特性 35
3.1.2 无人飞行器序列影像数据特性 37
3.2 视频影像重采样与模数转换 39
3.2.1 模拟视频信号采样 40
3.2.2 视频采样制式转换 41
3.2.3 视频影像模数转换 42
3.2.4 数字视频影像编码及压缩 46
3.3 序列影像增强与复原 49
3.3.1 色调校正及调整 49
3.3.2 视频滤波噪声抑制 51
3.3.3 区域斑点影像移除 52
3.3.4 帧影像超分辨率重建 54
3.4 序列影像稳定 56
3.4.1 动态平台序列影像运动补偿 56
3.4.2 基于特征的影像稳定方法 57
3.4.3 光流估计影像稳定方法 58
参考文献 60
第4章 摄像机成像几何模型 61
4.1 针孔摄像机模型 61
4.2 空间直角坐标变换 62
4.3 摄像机几何构像模型 63
4.3.1 摄像机内参数 64
4.3.2 摄像机外参数 66
4.4 镜头畸变 66
4.5 与摄影测量构像模型的比较 67
参考文献 70
第5章 摄像机几何标定 71
5.1 标定摄像机的经典方法 71
5.1.1 利用野外控制点的方法 71
5.1.2 使用三维标定参照物的方法 72
5.2 使用平面模板标定摄像机 73
5.2.1 Tsai两步法 73
5.2.2 张正友方法 76
5.3 摄像机自标定 81
5.3.1 摄像机自标定方法概述 81
5.3.2 基于Kruppa方程的自标定 82
5.4 变焦摄像机在线标定 91
5.4.1 变焦摄像机内参数模型 91
5.4.2 变焦摄像机内参数模型下的Kruppa方程求解 92
5.4.3 处理镜头畸变 95
参考文献 96
第6章 地面移动目标快速定位 98
6.1 GPS/INS坐标系统及其转换 98
6.1.1 GPS坐标系 98
6.1.2 与INS相关的坐标系 99
6.1.3 摄影测量坐标系 101
6.1.4 GPS坐标与我国地图坐标的转换 103
6.2 基于GPS/INS的移动目标直接定位 104
6.2.1 偏心角和偏心分量 104
6.2.2 摄影测量外方位元素 106
6.2.3 单像目标定位解算 107
6.3 误差分析 109
6.4 非量测型摄像机移动目标定位 114
6.4.1 基本原理 114
6.4.2 确定投影矩阵 117
参考文献 117
第7章 序列图像配准与镶嵌 119
7.1 角点特征提取与匹配 119
7.1.1 角点特征提取 119
7.1.2 角点特征匹配 122
7.2 基于三视图的角点特征提取 128
7.2.1 基本原理 128
7.2.2 基于三视图的匹配角点提取算法 129
7.3 序列图像配准模型 130
7.3.1 平面构像配准模型 130
7.3.2 起伏地表配准模型 131
7.3.3 序列图像快速纠正 133
7.3.4 序列图像配准的多项式模型 134
7.3.5 旋转摄像机构像模型 135
7.4 序列图像自动镶嵌系统 135
参考文献 138
第8章 序列影像运动估计 139
8.1 传感器运动投影关系 139
8.1.1 运动投影变换 139
8.1.2 光流场的生成 141
8.2 光流运动分析的基本方法 143
8.2.1 微分梯度方法 143
8.2.2 关联匹配方法 145
8.2.3 频率能量方法 147
8.3 多约束条件光流运动估计 149
8.3.1 无人飞行器序列影像的多尺度结合 149
8.3.2 变分光流方法及其平滑作用 151
8.3.3 变分光流计算方法 153
8.4 红外序列影像相位信息运动估计 157
8.4.1 相位特征信息红外序列影像应用 157
8.4.2 基于相位信息的红外影像光流估计 160
参考文献 162
第9章 序列影像运动检测 164
9.1 静态场景运动检测 164
9.1.1 影像帧间差分方法 164
9.1.2 静止背景建模方法 165
9.2 无人飞行器运动目标检测分析 165
9.2.1 运动检测空间属性要素 166
9.2.2 目标检测运动特征要素 167
9.3 动态平台条件下运动检测 168
9.3.1 基于背景纠正差分的运动检测 168
9.3.2 活动轮廓运动分割方法 170
9.3.3 混合概率模型分割检测 176
参考文献 183
第10章 运动对象跟踪 184
10.1 运动跟踪模式类型分析 184
10.1.1 运动目标模型分类 184
10.1.2 运动跟踪模式类型 186
10.2 基于目标特征的运动跟踪 187
10.2.1 KLT特征光流跟踪 187
10.2.2 直方图及核函数模型 189
10.2.3 均值偏移跟踪方法 190
10.3 状态滤波更新运动跟踪 198
10.3.1 Bayesian动态系统框架 198
10.3.2 Kalman滤波跟踪及其扩展 198
10.3.3 蒙特卡罗方法和粒子滤波跟踪 200
参考文献 204
索引 206