光電經(jīng)緯儀調(diào)光方法研究.pdf

1、對(duì)光電經(jīng)緯儀等高精度的光電成像測(cè)量設(shè)備來(lái)說(shuō)，一套良好的調(diào)光系統(tǒng)是其正常工作的重要保證，但國(guó)內(nèi)的經(jīng)緯儀調(diào)光時(shí)仍以光敏電阻等分離元器件為核心，不能準(zhǔn)確的評(píng)估整幅圖像的曝光狀況，導(dǎo)致調(diào)光系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確調(diào)光，需要人工干預(yù)，輔助完成調(diào)光任務(wù)。近些年來(lái)，數(shù)字成像技術(shù)日新月異，數(shù)碼相機(jī)中的自動(dòng)曝光技術(shù)也越來(lái)越完善，可為光電經(jīng)緯儀的調(diào)光提供參考。
　　本文首先分析總結(jié)了傳統(tǒng)經(jīng)緯儀調(diào)光系統(tǒng)無(wú)法獨(dú)立的正常工作原因，然后在對(duì)數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)曝光算法廣泛調(diào)研的

2、基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的算法進(jìn)行歸納總結(jié)，指出現(xiàn)有算法的缺陷，同時(shí)結(jié)合經(jīng)緯儀的應(yīng)用背景和成像的特點(diǎn)，提出了一套新型的調(diào)光方法。在該調(diào)光方法中，首先考慮到經(jīng)緯儀成像系統(tǒng)高幀率的特點(diǎn)，可利用前一幀的曝光狀況來(lái)指導(dǎo)后續(xù)幀的調(diào)光；其次調(diào)光系統(tǒng)充分利用經(jīng)緯儀目標(biāo)跟蹤測(cè)量模塊的功能，獲取曝光的主體----目標(biāo)區(qū)域，然后通過(guò)本文提出的目標(biāo)區(qū)域光照狀況判斷模塊，識(shí)別出目標(biāo)的光照狀況，最后根據(jù)光照狀況的不同，本文設(shè)計(jì)了不同的曝光狀況評(píng)估算法，評(píng)估出當(dāng)前的曝光量是

3、否合適，若不合適，則計(jì)算出與最佳曝光量的距離，指導(dǎo)最終的曝光補(bǔ)償。尤其是在亮度動(dòng)態(tài)范圍比較大的特殊光照?qǐng)龊?，?shù)碼相機(jī)的自動(dòng)曝光算法往往也無(wú)法正常工作，本文在數(shù)碼相機(jī)“中間灰度”的調(diào)光標(biāo)準(zhǔn)上，融入了對(duì)比度的信息，指導(dǎo)調(diào)光系統(tǒng)工作；在背光的情況下，在保證背景不過(guò)飽和的基礎(chǔ)上盡量提升目標(biāo)區(qū)域的亮度；而在側(cè)光的情況下，由于目標(biāo)物自身被分為多個(gè)亮度層次，本文設(shè)計(jì)了一種與系統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)跟蹤模塊性能密切相關(guān)的對(duì)比度算法----基于輪廓邊緣的對(duì)比度，輔助

4、搜索曝光的最佳亮度，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確調(diào)光。在對(duì)火箭進(jìn)行跟蹤測(cè)量的過(guò)程中，由于火箭自身的亮度特點(diǎn)：尾部火焰亮度過(guò)高，箭體的亮度過(guò)低，尤其是在夜晚等低亮度的場(chǎng)景下，整幅圖像的亮度動(dòng)態(tài)范圍過(guò)大，調(diào)光系統(tǒng)無(wú)法完整的記錄整個(gè)場(chǎng)景的亮度信息，獲取的圖像往往都是箭體過(guò)暗，火焰過(guò)亮，嚴(yán)重影響圖像的視覺(jué)效果，針對(duì)該問(wèn)題，本文提出了一套圖像增強(qiáng)的方法。該方法通過(guò)伽馬變換來(lái)提高暗部圖像的亮度，通過(guò)同態(tài)濾波來(lái)獲取火焰區(qū)域和受火焰影響的高亮區(qū)域圖像，最后將原始圖像和這兩