基于卡尔曼滤波的动目标关联成像研究
发布时间：2021-12-31 08:49
关联成像是一种通过参考光路散斑分布与信号光路光场强度相关性恢复目标的成像技术。其作为光学成像领域的前沿研究之一,在对于远场成像,穿透大气云层成像,穿透水下湍流成像等方向有着重要的应用前景。关联成像的系统相比于传统成像系统具有更强的穿越复杂环境的能力和更好的抗噪声能力,实现更高分辨率成像,并且系统搭建并不复杂,由于其结构的特殊性,因此具有很强的安全性。本文首先对于关联成像的研究现状、动目标关联成像的研究现状做了详细的调研和分析。本文针对动目标关联成像的发展需要,开展了基于卡尔曼滤波的动目标关联成像研究,主要完成了下列研究内容:基于卡尔曼滤波的动目标关联成像理论研究,包括关联成像的理论基础、基于卡尔曼滤波运动轨迹预测的理论研究、基于卡尔曼滤波的动目标关联成像方案研究;基于卡尔曼滤波的动目标关联成像仿真研究,包括大视场中动目标关联成像的建模仿真、基于卡尔曼滤波的动目标运动轨迹的仿真、基于卡尔曼滤波的动目标关联成像仿真;基于卡尔曼滤波的动目标关联成像实验研究,包括基于卡尔曼滤波的动目标关联成像实验系统的设计与搭建、静止目标关联成像的实验研究、基于卡尔曼滤波的动目标关联成像的实验研究;基于卡尔曼...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
首先在实验上实现关联成像的实验装置和结果
（a）实验结构图 （b）实验中的目标和成像结果图 1-1 首先在实验上实现关联成像的实验装置和结果[8]2001 年 Boston University 的 Abouraddy 等学者[9]讨论了两个纠缠的光子在关成像理论和实验的重要地位，并参考首次实现关联成像实验的结论，得到了一个当时普遍认可的结论，即双光子纠缠源是实现关联成像的必要因素。由于当时实条件和技术水平有限，所以他们认为如果光源没有纠缠的性质，就不能在实验上证关联成像。直到 2002 年，UniversityofRochester 的 Bennink 和 Boyd[10]等学者过他们自己设计的实验打破了 Abouraddy 等人的结论，他们认为经典光源同样以验证关联成像。实验的光路和实验结果可以通过图 1-2 表示，在该实验的光路，激光器发出的准直光源产生赝热光源之后反射到一个提前设定好摆动的平面上，平面镜反射后的光束经过棱镜后产生两束具有关联的光束，在实验中利用这关系来模拟双光子纠缠，他们通过这个方法得到了物体的像，这个实验的成果否了关联成像必须通过纠缠光源来实现的说法。他们的发现在关联成像的发展演过程中有着里程碑式的意义，为之后更广泛的研究做好了铺垫。
图 2-1 传统的光学成像方式图 2-2 关联成像的光学成像示意图通过上述关联成像背景的介绍可以得到最初的关联成像是通过以双光子纠为光源而实现的。在经典光关联成像实验成功之后，大部分实验则开始选用对简单的经典光源作为光源。其中，经典光源可以分为激光光源和热光光源热光是由大量的随机光子自发辐射产生的，服从高斯分布，根据式(2-3)可以热光光源的性质：[ ( )]( , )ωμ =i kr tU r t e (2式中ω 为单模热光的光波频率，μ 为光场的复振幅，k 为波矢。为了解决自然界中形成的热光的相干时间很短，线宽较宽等问题，实验中
【参考文献】：
期刊论文
[1]任意阶运动目标强度关联成像[J]. 梁振宇,樊祥,程正东,朱斌,陈熠. 红外与激光工程. 2017(08)
[2]一种针对背景变化的移动物体压缩量子关联成像方法[J]. 徐晓赫,刘娇,赵生妹. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]基于双线性插值的高斯曲面拟合定位算法研究[J]. 吕瑞,王军伟,邵昫. 机床与液压. 2013(03)
[4]运动目标强度关联成像及其在遥感探测中的应用[J]. 张聪,龚文林,韩申生. 中国激光. 2012(12)
[5]基于高斯拟合的激光光斑中心定位算法[J]. 王丽丽,胡中文,季杭馨. 应用光学. 2012(05)
[6]插值法在图像处理中的应用[J]. 刘丽君,骆婷. 硅谷. 2009(09)
硕士论文
[1]星地光通信中的信标成像光斑定位算法研究[D]. 张丽.哈尔滨工业大学 2016
[2]关联成像新方法的研究[D]. 唐文哲.西北大学 2016
[3]二阶和高阶关联成像研究[D]. 张二峰.国防科学技术大学 2010
本文编号：3559967
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
首先在实验上实现关联成像的实验装置和结果
（a）实验结构图 （b）实验中的目标和成像结果图 1-1 首先在实验上实现关联成像的实验装置和结果[8]2001 年 Boston University 的 Abouraddy 等学者[9]讨论了两个纠缠的光子在关成像理论和实验的重要地位，并参考首次实现关联成像实验的结论，得到了一个当时普遍认可的结论，即双光子纠缠源是实现关联成像的必要因素。由于当时实条件和技术水平有限，所以他们认为如果光源没有纠缠的性质，就不能在实验上证关联成像。直到 2002 年，UniversityofRochester 的 Bennink 和 Boyd[10]等学者过他们自己设计的实验打破了 Abouraddy 等人的结论，他们认为经典光源同样以验证关联成像。实验的光路和实验结果可以通过图 1-2 表示，在该实验的光路，激光器发出的准直光源产生赝热光源之后反射到一个提前设定好摆动的平面上，平面镜反射后的光束经过棱镜后产生两束具有关联的光束，在实验中利用这关系来模拟双光子纠缠，他们通过这个方法得到了物体的像，这个实验的成果否了关联成像必须通过纠缠光源来实现的说法。他们的发现在关联成像的发展演过程中有着里程碑式的意义，为之后更广泛的研究做好了铺垫。
图 2-1 传统的光学成像方式图 2-2 关联成像的光学成像示意图通过上述关联成像背景的介绍可以得到最初的关联成像是通过以双光子纠为光源而实现的。在经典光关联成像实验成功之后，大部分实验则开始选用对简单的经典光源作为光源。其中，经典光源可以分为激光光源和热光光源热光是由大量的随机光子自发辐射产生的，服从高斯分布，根据式(2-3)可以热光光源的性质：[ ( )]( , )ωμ =i kr tU r t e (2式中ω 为单模热光的光波频率，μ 为光场的复振幅，k 为波矢。为了解决自然界中形成的热光的相干时间很短，线宽较宽等问题，实验中
【参考文献】：
期刊论文
[1]任意阶运动目标强度关联成像[J]. 梁振宇,樊祥,程正东,朱斌,陈熠. 红外与激光工程. 2017(08)
[2]一种针对背景变化的移动物体压缩量子关联成像方法[J]. 徐晓赫,刘娇,赵生妹. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]基于双线性插值的高斯曲面拟合定位算法研究[J]. 吕瑞,王军伟,邵昫. 机床与液压. 2013(03)
[4]运动目标强度关联成像及其在遥感探测中的应用[J]. 张聪,龚文林,韩申生. 中国激光. 2012(12)
[5]基于高斯拟合的激光光斑中心定位算法[J]. 王丽丽,胡中文,季杭馨. 应用光学. 2012(05)
[6]插值法在图像处理中的应用[J]. 刘丽君,骆婷. 硅谷. 2009(09)
硕士论文
[1]星地光通信中的信标成像光斑定位算法研究[D]. 张丽.哈尔滨工业大学 2016
[2]关联成像新方法的研究[D]. 唐文哲.西北大学 2016
[3]二阶和高阶关联成像研究[D]. 张二峰.国防科学技术大学 2010
本文编号：3559967
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