轴对称飞行器姿态测量中的可见光红外图像融合

【作者】 唐慧君； 周仁魁；

【机构】 中国科学院西安光学精密机械研究所；

【摘要】 轴对称飞行器的飞行姿态主要指标是飞行方位角和俯仰角。方位角和俯仰角的测量可归结为立体布站图像中对轴对称飞行器中轴特征的精确提取。在采用红外和可见光的多传感器测量系统中,姿态测量主要采用高分辩的可见光图像。可见光图像作用距离较近,目标成像信息丰富,缺点是背景不容易分离,另外太阳光照的迎光和逆光导致的阴影给轴线提取带来系统误差;红外传感器成像作用距离较远,目标与背景的热特性差异较大,目标相对背景凸现,背景简单,但是对比差,分辨率低。将红外图像作为参考图像,可见光图像作为输入图像,用红外图像中的轴对称飞行器轮廓配准融合可见光图像中的目标轮廓,这种对可见光图像的修正目的是减少背景和光照的影响,输出的可见光融合图像作为姿态测量的输入图像,利用了红外可见光信息上的互补性来得到对轴对称飞行器的准确描述,提高姿态测量的精度,当轴线方向成像100像素时,姿态测量精度优于0.5度。主要解决的问题:1.图像配准:采用基于图像特征的配准方法,选取轴对称飞行器尖端和统计矩作为特征,确定仿射变换模型,同时寻找红外图像的SNAKE轮廓,在可见光图像中确定与SANKE轮廓对应的目标轮廓;2.图像融合:在配准得到的可见光SNAKE轮廓邻域内,采用加权平均将红外图像中的目标边缘区域像素信息融合在可见光图像的目标边缘区域中,削弱可见光图像背景的影响,边缘邻域操作减少了融合计算量,不影响中轴提取。更多还原