论文摘要
在航空遥感技术研究中,经常会需要获取大量的各种成像条件下图像。但实际上,由于成像条件限制,经常只能获得特定条件下的部分图像序列,如果当前拍摄摄像机的拍摄状态（位置或姿态）或摄像机参数（如焦距、视场角）无法满足需求,就需要设计算法根据已获得的图像序列来仿真指定成像条件下的图像序列。本系统在VisualC++2008平台上,利用OpenSceneGraph进行软件编程仿真实现基于拍摄图像的机载摄像机特性变换仿真系统。主要功能是模拟飞机的位置和姿态角发生改变后生成的图像,模拟摄像机主要参数发生改变后生成的图像,并给出系统仿真界面和各种单一条件下仿真结果,以验证课题研究内容的正确性。主要研究内容包括以下几方面：1)基于OpenGL的计算机成像技术的研究。由于OSG是对OpenGL的函数封装,所以本课题先分别分析了OpenGL和计算机视觉中线性摄像机的成像机理,从而确定了OpenGL成像与摄像测量二者的相关性。根据二者成像参数的对应关系,就能够借助于OpenGL平台模拟出各种确定条件下的计算机视觉成像。2)基于摄像机运动的变换模型的研究。摄像机运动的测量模型主要分为平移和旋转两种运动方式,以及二者的结合。本系统主要针对机载摄像机拍摄图像进行变换,并对变换公式进行推导。采用的变换原理是将已知拍摄参数的图像变换为基准图像（摄像机光轴垂直于景象拍摄）,再变换到要求的姿态位置图像。3)摄像机参数对成像的影响。由于OSG在场景开发和渲染的效率上远胜过仅仅使用OpenGL编写的程序,故本课题采用OSG进行软件编程仿真,以提高效率。本系统利用OSG仿真生成摄像机参数发生改变后的拍摄图像。4)全景图拼接技术。为了当图像变换时不产生空白信息,本系统需要对多幅连续拍摄获得的图像进行全景图拼接,以获得信息尽可能完整的全景图。本系统采用Harris角点检测算法获得特征点,并利用相关性进行特征点配准,采用渐入渐出的融合方法,完成图像的拼接。