第一章绪论
研究背景和意义
随着现代传感器技术的飞速发展，系统获得信息的能力越来越强，表现为信息获取的多元化。针对单一传感器的数据信息处理技术己经无法适应多源信息数据的综合处理要求，为弥补信息处理能力相对于信息获取能力的失衡，多传感器信息融合技术应运而生。所谓信息融合是指，对来自多个传感器获得的多源信息进行多级别，多方而多层次的处理和综合得到对测量目标更可靠的一致性描述如红外与可见光信息的互补;不同测量精度的传感器在不同等级上提供差异的信息，如谷歌地球(Google Earth)提供了多分辨率的地理信息等。
图像融合技术属于可视信息融合技术，是多传感器信息融合技术的一个重要分支。图像融合的目的是通过不同图像传感器获得对于同一场景的更佳的融合图像，如更高分辨率，更好的对比度，更多的细节信息。同时，减少不同图像之间的冗余度，提高系统的可靠性与鲁棒性。此外，针对一组图像可以根据不同的背景采用不同的图像融合方法得到不同的融合图像，有针对性的提取多传感器图像中的相关信息 Pohl等将多源图像配准定义为:采用一定算法，从同一场景的两幅或多幅图像中生成新的融合图像的过程
多源图像融合技术开始于军事领域，自上世纪末开始，图像融合技术的研究获得了快速发展。在可见光图像，红外图像，雷达成像，医学图像，遥感图像处理等领域图像融合技术都得到了大量的应用，多传感器图像配准技术己成为，遥感，医学，智能交通，智能制造等其它领域的热点研究问题。
在军事领域，多源图像融合技术作为战场感知技术的一部分己成为现代战争中高科技核心技术，涵概了目标检测、跟踪和识别以及情景感知等方而技术，对战场上的多源传感器的图像信息进行融合，以提高图像的时间和空间感知能力，增强了图像检测和识别的精度和可靠性，从而提高战场监控和指挥系统的高效性和准确性。美军F-3 5联合攻击机采用先进的数据融合技术，将AN/APG-81有源相控阵雷达，通信导航识别(CND系统，光电瞄准系统，分布式孔径系统(DAS)，电子战系统等的数据信息综合反映在战斗机飞行员的下视显示器上，为飞行员提供最合理的战术建议
在医学成像领域，计算机X射线断层扫描(Computed Tomography, CT),磁共振成像(Magnetic Resonance Image, MRI)以较高的空间分辨率提供了脏器的解剖结构信息，而正电子发射计算机断层扫描(positive electron tomography, PET)，单光子发射断层扫描(emission computed tomography, SPECT)成像则提供了脏器的新陈代谢功能信息，综合多模态图像信息可以为医学诊断提供更加科学的依据.在功能磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging FMRI)有研究采用两种不同的研究方法分别提取脑功能信息图像，应用图像配准算法对两种方法分别提取的脑功能信息进行融合，实现脑功能区的准确定位
在遥感观测领域，综合多空间分辨率、波谱分辨率和时相分辨率的遥感图像的信息，可以有效提高遥感图像的分析精度，为资源探测，灾害监控，气象等提供有力的支持。在遥感成像系统的设计中在巨幅遥感图像上，多源遥感图像配准利用两个信息特征识别机场，不仅能够提高识别效率，而且具有很强的鲁棒性.综合可见光、近红外、短波红外、热红外、微波等不同类型的卫星传感器获取同一地区的遥感图像数据，有研究综合利用各个光谱波段的卫星遥测图片信息，来提供更加准确的地物识别信息
红外图像与可见光图像的融合是多源图像配准研究中的一项重要内容，在军事和民用领域均有着广泛的应用前景。红外成像传感器只对场景的红外辐射敏感，不受场景的亮度变化的影响，但是图像对比度差，层次比较模糊。可见光图像符合人类的视觉特性，可以提供场景的细节信息，但是可见光图像受场景亮度变化的影响很大。对同一场景的红外图像和可见光图像进行图像配准，可以结合红外与可见光的优点，提供一个综合红外与可见光信息的融合图像，从而为相关应用领域提供更为可靠与精确的融合图像。本文旨在建立一套完整的红外可见光配准硬件平台，可以用于验证红外可见光配准融合的相关技术，为科研工作和实际应用提供可靠的技术支持，具有十分重要的研究意义。
3.3 摄像机标定方法......... 49-58
3.3.1 摄像机标定原理......... 49-50
3.3.2 提高摄像机标定精度.........50-53
3.3.3 张正友标定方法......... 53-54
3.3.4 张正友标定方法......... 54-58
3.3.5 其它摄像机标定......... 58
3.4 摄像机标定软件......... 58-64
3.4.1 程序实现......... 59-62
3.4.2 标定实验......... 62-64
3.5 本章小结......... 64-65
第四章 异源配准方法......... 65-79
4.1 引言......... 65-66
4.2 局部结构特征......... 66-68
4.2.1 基于有向边缘链.........66-67
4.2.2 Harris 角点特征提取......... 67
4.2.3 LOHF 特征描述符......... 67-68
4.3 基于两组LOHF 对应点的仿......... 68-72
4.3.1 仿射变换方程......... 69-71
4.3.2 计算复杂度讨论......... 71
4.3.3 基于LOHF 的图像匹配......... 71-72
4.4 实验与分析......... 72-78
4.4.1 配准实验与......... 72-77
4.4.2 配准软件.........77-78
4.5 本章小结......... 78-79
第五章 结束语......... 79-81
5.1 主要工作与创新点......... 79
结论
该论文主要介绍了一套多源图像配准体系的实现。硬件方而主要有云台的运动控制与反馈模块设计，接口扩展的程序设计等，主要工作在于:
(1)以3自由度回转云台为基础，设计了一种基于磁阻效应的角度传感器装置，并成功应用于平台的角度感知上。针对此传感器，提出了一种简便易行的传感器标定方法，标定后的传感器精度优于0.5度。提出了一种基于运动方向的绝对角度测量方法，解决了传感器自身的测量范围不足问题，使得传感器可以稳定测量。一360度内的角度。
(2)基于VxWorks实时操作系统，基于多路接口模块设计了多路串口模块的通讯协议，使计算机可以使用一路串口同时处理云台的多路数据与控制信号，降低了系统接口的复杂性。