[發(fā)明專利]基于分層退化模型的無人機(jī)實(shí)時圖像模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310116356.7
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN103236037A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁文銳;李紅光;鄭俊凌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種基于分層退化模型的無人機(jī)實(shí)時圖像模擬方法，模擬的缺陷類型包括：幾何畸變、灰度畸變、模糊效果、混疊、振鈴及噪聲缺陷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層退化模型的無人機(jī)實(shí)時圖像模擬方法，包括以下步驟：

第一步，根據(jù)無人機(jī)的飛行參數(shù)在原始圖像中模擬幾何畸變；

第二步，對第一步生成的仿真圖像進(jìn)行亮度與對比度的調(diào)節(jié)，模擬灰度畸變；

第三步，在第二步生成的仿真圖像中加入模糊效果，包括運(yùn)動模糊和離焦模糊；

第四步，在第三步生成的仿真圖像中加入混疊、振鈴效果；

第五步，在第四步生成的仿真圖像中加入噪聲，包括高斯噪聲和椒鹽噪聲兩種；

最后，得到最終的模擬圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于分層退化模型的無人機(jī)實(shí)時圖像模擬方法，所述的第一步為：

設(shè)定無人機(jī)的飛行參數(shù)為：飛行高度為H、參考飛行高度為H₀、偏航角為俯仰角為θ和滾動角為γ，設(shè)原始圖像尺寸為(w,h)，模擬圖像尺寸為建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系oxyz，原點(diǎn)o選在無人機(jī)載攝像頭的投影位置，ox軸沿著無人機(jī)飛行方向指向前方，oy軸垂直地面向上，oz軸垂直于xoy平面，并滿足右手定則，建立攝像坐標(biāo)系o₁xyz，將oxyz坐標(biāo)系原點(diǎn)移至攝像頭位置o₁，成像區(qū)域?yàn)樗倪呅蜛BCD；若飛行姿態(tài)角無偏差，即時，ABCD為矩形，否則為梯形或不規(guī)則四邊形；

具體方法如下：

1)由仿真圖像中某像素點(diǎn)P₁：(i,j)得到該像素點(diǎn)在攝像坐標(biāo)系中坐標(biāo)(i,-H₀,j)，其中參考飛行高度

2)基準(zhǔn)坐標(biāo)系與攝像坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換公式為：

xyz=Gx1y1z1+0H0---(1)]]>

變換矩陣G為：

根據(jù)坐標(biāo)變換公式獲取P₁進(jìn)行坐標(biāo)變換后在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)：P′＝(i′,k′,j′)：

3)結(jié)合相機(jī)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中坐標(biāo)o₁＝(0,H,0)求出直線o₁P′在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的方程：

x-i′i′=y-k′k′-H=z-j′j′---(4)]]>

4)令方程（4）中y＝0，求得直線o₁P′與xoz平面的交點(diǎn)P：

P=(i′HH-k′,0,j′HH-k′)---(5)]]>

5)上一步的步驟4）中的P點(diǎn)即為仿真圖像像素點(diǎn)P₁在原始圖像中的對應(yīng)點(diǎn)，將原始圖像中像素點(diǎn)P:(P_x,P_z)的像素值賦給仿真圖像中的P₁:(i,j)；

生成幾何畸變效果圖。