图像光流计算方法及其在飞行吕导航控制中的应用

前言第1章 绪论1.1 光流场计算技术发展及研究现状1.1.1 光流计算技术历史与计算方法现状1.1.2 基于匹配的光流计算方法概述1.1.3 球面光流计算方法概述1.2 光流辅助飞行器导航与控制概述1.2.1 传统微小型飞行器导航与控制技术发展现状1.2.2 光流在飞行器导航控制中的应用1.3 本章小结参考文献第2章 光流场基本计算方法及图像预处理2.1 引言2.2 光流计算基本原理及算法2.2.1 光流场和运动场2.2.2 光流约束方程2.2.3 光流场经典计算方法2.3 图像预处理2.3.1 图像缩放2.3.2 图像平滑滤波2.3.3 图像畸变校正2.3.4 图像去雾增强2.4 本章小结第3章 稀疏直线匹配光流场计算方法及其应用3.1 引言3.2 基于参数-卡尔曼滤波的序列图像间快速直线匹配方法3.3 稀疏直线光流场计算方法及其仿真算例3.3.1 稀疏直线光流场计算方法3.3.2 稀疏直线光流场仿真算例3.4 稀疏直线光流场飞行器姿态估计技术3.4.1 摄像机的透视投影模型3.4.2 基于稀疏直线光流场的飞行器姿态估计方法3.4.3 基于暗原色通道的地平线提取方法3.4.4 基于地平线直线稀疏光流场的姿态估计算例3.4.5 基于灰度投影的跑道线提取方法3.4.6 基于跑道线稀疏光流场的姿态估计算例3.5 稀疏直线光流场飞行器着陆控制技术3.5.1 飞行器进近-着陆阶段特性分析3.5.2 基于直线稀疏光流场的飞行器进近段对准控制3.5.3 基于直线光流场的飞行器下滑段垂直控制3.5.4 飞行器进近段对准控制仿真3.5.5 飞行器下滑段控制仿真3.6 本章小结参考文献第4章 基于张量黎曼度量的块匹配光流场计算方法及其应用4.1 引言4.2 序列图像的灰度-时空张量描述4.3 结构张量的黎曼度量4.4 基于改进Hausdorff黎曼度量的匹配准则4.4.1 模型建立4.4.2 性能仿真测试4.5 图像旋转的描述4.6 多分辨率搜索策略4.7 块匹配光流场算例与分析4.7.1 计算精度分析4.7.2 抗噪声能力分析4.7.3 旋转图像光流场计算4.7.4 大位移光流场计算4.8 基于改进光流场的运动目标检测4.8.1 目标检测算法设计指标分析4.8.2 基于光流的运动目标检测算法总体框架4.8.3 全局运动估计和运动补偿4.8.4 基于光流矢量聚类的感兴趣区域提取4.8.5 目标区域分割与检测4.8.6 仿真算例与分析4.9 本章小结第5章 基于时空兴趣点匹配的光流场计算方法5.1 引言5.2 时空张量定义与兴趣点检测5.3 图像几何变换下判据函数的稳定性分析5.4 时空兴趣点提取测试5.4.1 旋转不变性与仿射不变性测试算例5.4.2 与Harris角点提取算子的对比测试算例5.4.3 加噪图像测试算例5.5 时空兴趣点的PCA-FLSS特征描述子构造5.5.1 LSS描述子原理5.5.2 PCA-FLsS描述子设计5.5.3 PCA-FLSS描述子的构造算例5.6 时空兴趣点匹配光流场计算方法5.7 时空兴趣点匹配算法计算大位移图像光流场算例5.8 本章小结参考文献第6章 基于匹配光流场的飞行器自主避障6.1 引言6.2 光流避障技术总体架构6.3 平移光流场计算6.4 基于速度信息的FOE估计6.5 景深估计与相对背景静止障碍提取6.6 相对背景运动的障碍区域提取6.7 避障策略设计6.8 本章小结第7章 球面光流场计算方法7.1 引言7.2 坐标系定义7.3 常见的成像模型7.3.1 平面透视投影成像模型7.3.2 非透视投影成像模型7.4 ORIFLl90-3鱼眼镜头的成像模型7.5 鱼眼图像的球面映射7.6 球面光流场基本计算方法7.6.1 透视投影模型下的图像场7.6.2 球面屈光成像模型下的图像场7.6.3 透视投影模型下光流场的基本约束方程7.6.4 基于时空梯度的透视投影光流算法7.6.5 球面光流场基本约束方程7.6.6 黎曼空间中的梯度约束7.7 基于时空梯度的球面光流算法7.7.1 基于全局平滑约束的S-HS算法7.7.2 基于局部平滑约束的SLK算法7.7.3 存在的问题7.7.4 基本算法的优化7.7.5 优化算法7.8 实验仿真与结果分析7.8.1 光流计算误差评价指标7.8.2 球面光流场测试序列7.8.3 最大响应幅值性能比较7.8.4 矢量角误差比较7.8.5 算法性能小结7.8.6 真实序列仿真7.9 本章小结参考文献第8章 图像光流仿真与实验系统8.1 基于光流信息感知的计算机仿真实验系统8.1.1 仿真实验平台及子系统搭建8.1.2 基于改进光流场的目标检测仿真实验与分析8.1.3 基于地平线特征光流的飞行器姿态估计仿真实验与分析8.2 基于匹配光流的避障计算机仿真实验系统8.2.1 基于匹配光流的避障仿真实验系统8.2.2 光流避障仿真实验8.2.3 光流场提取算法对避障算法效能影响的验证8.3 光流避障信息提取半实物仿真实验系统8.3.1 光流避障信息提取半实物仿真实验系统总体架构8.3.2 硬件系统组成8.3.3 软件部分组成8.3.4 平移光流场提取与FOE估计实验8.3.5 障碍提取实验8.4 本章小结