光電經(jīng)緯儀調(diào)光方法研究.pdf

1、對光電經(jīng)緯儀等高精度的光電成像測量設(shè)備來說，一套良好的調(diào)光系統(tǒng)是其正常工作的重要保證，但國內(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)確的評估整幅圖像的曝光狀況，導(dǎo)致調(diào)光系統(tǒng)無法準(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，數(shù)字成像技術(shù)日新月異，數(shù)碼相機(jī)中的自動曝光技術(shù)也越來越完善，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)無法獨(dú)立的正常工作原因，然后在對數(shù)碼相機(jī)自動曝光算法廣泛調(diào)研的

2、基礎(chǔ)上，對現(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)跟蹤測量模塊的功能，獲取曝光的主體----目標(biāo)區(qū)域，然后通過本文提出的目標(biāo)區(qū)域光照狀況判斷模塊，識別出目標(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估算法，評估出當(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。尤其是在亮度動態(tài)范圍比較大的特殊光照場合，數(shù)碼相機(jī)的自動曝光算法往往也無法正常工作，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)檢測跟蹤模塊性能密切相關(guān)的對比度算法----基于輪廓邊緣的對比度，輔助

4、搜索曝光的最佳亮度，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確調(diào)光。在對火箭進(jìn)行跟蹤測量的過程中，由于火箭自身的亮度特點(diǎn)：尾部火焰亮度過高，箭體的亮度過低，尤其是在夜晚等低亮度的場景下，整幅圖像的亮度動態(tài)范圍過大，調(diào)光系統(tǒng)無法完整的記錄整個(gè)場景的亮度信息，獲取的圖像往往都是箭體過暗，火焰過亮，嚴(yán)重影響圖像的視覺效果，針對該問題，本文提出了一套圖像增強(qiáng)的方法。該方法通過伽馬變換來提高暗部圖像的亮度，通過同態(tài)濾波來獲取火焰區(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