Панорамные оптические информационные системы функционирующие в дисперсных средах

• Автор: Горбунова, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПАНОРАМНОЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ

УСТРОЙСТВО НАБЛЮДЕНИЯ

1.0. Введение

1.1. Общая структура панорамного оптико-электронного устройства наблюдения

1.2. Структурные схемы ОМУ

1.3. Процесс формирования изображения

1.3.1. Виды проекций панорамного изображения

1.3.2. Формирование модели изображения

1.4. Параметры, влияющие на качество изображения

1.4.1. Параметры среды, влияющие на качество изображения
1.4.2. Аберрации объектива
1.5. Методы сшивки изображений
1.6. Выводы
ГЛАВА 2 .МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ
2.0. Введение
2.1. Распространение света в среде
2.1.1. Модели многократного рассеяния света
2.1.2. Исследования процессов рассеяния света в изотропной среде
2.2. Рассеяние света, при прохождении сквозь неоднородную среду
2.3. Исследование рассеяния на частицах тумана и дымки
2.4. Выводы 0 ^

ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПАНОРАМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
3.0. Введение
3.1. Систематизация способов и рекомендаций по повышению качества панорам
3.2 . Формирование панорамного изображения
3.2.1. Определение необходимого количества снимков
3.2.2. Извлечение и сопоставление точечных особенностей
3.3. Алгоритм формирования панорамного изображения
3.4. Анализ алгоритма попиксельного сравнения
3.5. Нормализация изображения
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОЭУН С ПРОГРАММНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ ПОВОРОТА ИЗОБРАЖЕНИЯ ЮЗ
4.0. Введение ЮЗ
4.1. ПОЭУН с программной компенсацией поворота изображения
4.2. Определение основных элементов ОМУ ПОЭУН с программной компенсацией поворота
4.3 Программно-вычислительный комплекс сшивки изображений
4.4. Достоинства и недостатки программно-вычислительного комплекса сшивки изображений
4.5. Результаты работы программно-вычислительного комплекса сшивки изображений
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Новое поколение робототехнических систем характеризуется повышенной-мобильностью, активным взаимодействием с внешней средой, расширенными способностями приспособления к сложному, неопределенному и подвижному окружению.
Наибольший объем информации, как правило, содержится* в видеосигнале, поэтому закономерно оснащение мобильных роботов системами технического зрения (СТЗ). В ряде случаев время пребывания робота в месте сбора информации ограничено, а ценность полученных изображений сцены весьма велика, вследствие чего возникает проблема автоматической видеосъемки окружающей среды.
Перспективным направлением развития систем видеомониторинга является совмещение в одной системе свойств автоматизации обнаружения несанкционированного проникновения на наблюдаемую территорию и панорамирования. В подобной системе целесообразно реализовать режим автоматического сканирования местности и обнаружения на сцене посторонних объектов, а по команде оператора осуществлять формирование полноценного панорамного изображения, на котором можно с большим разрешением рассматривать зону нарушения.
При наблюдении за объектами важна не только общая информация об объекте, но и фиксация изменений сцены, что имеет место при наблюдении за определенными событиями, природными явлениями или работой механизмов. Для решения подобных задач в последнее время стали применятся панорамные оптико-электронные устройства наблюдения (ПОЭУН), работающие в угловом поле 360° по азимуту и десятки градусов по углу места. В качестве ПОЭУН используются камеры с вращающимся объективом, с шарнирным мотором, цифровые сканирующие камеры, мультика-мерные системы. Недостатками этих устройств являются ограниченные

Чем больше мутность атмосферы, тем хуже видны отдаленные предметы и тем короче то расстояние, на котором их удается рассмотреть. Главная причина помутнения воздуха и возникновения дымки, туманов - это сгущение водяного пара. Пока пар сохраняет присущие ему свойства газа, он такой же прозрачный, как и воздух, и поэтому на прозрачность атмосферы влияет мало. При превращении пара в воду, в воздухе образуются мельчайшие, не видимые глазом водяные капельки. Луч света, попадающий на такую капельку, отражается от нее, рассеивается во все стороны. А так как капелек очень много, то большая часть проходящих через воздух лучей разбрасывается, рассеивается в разные стороны, и в результате вся толща воздуха светится тусклым белым светом.
В облаках и туманах наиболее вероятное значение радиуса частиц составляет 5-6 мкм, а в дымках на 1-2 порядка меньше. Поэтому ослабление микронного излучения в дымках ниже. Результаты измерений прозрачности дымок, туманов и осадков в различных климатических районах изложены в работах Зуева [66-69]. При этом теоретически и экспериментально показано, что ослабление сигнала при дожде и снегопаде меньше, нежели при тумане (таблица 1.1) [90].
Таблица 1.1 — Ослабление излучения в диапазоне 0,85 мкм в зависимости от погодных условий.
Погодные условия, Затухание, дБ/км
Ясная погода
Слабый дождь !
Сильный дождь
Снег
Легкий туман !
Густой туман 1
Облачность
Существуют различные классификации тумана. Часто используемая классификации - это классификация Международной организации