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- 内容简介
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本书较为系统地梳理了无人机光电载荷技术的发展脉络和技术现状。针对不同的应用和技术特点,系统地阐述了主流无人机光电载荷的基本原理、技术特点、主要性能指标、关键技术、典型设计、信息后处理和地面测试验证等方面。本书既可供从事无人机系统、光机电一体化设备及相关领域的广大工程技术人员和科技工作者参考,也可作为理工科研究生的教材或参考书。
目录
本书编委会0
前言0
第1章 绪论1
1.1 无人机光电载荷应用需求1
1.1.1 军事侦察应用需求1
1.1.2 民用遥感应用需求3
1.2 国外无人机光电载荷的发展现状5
1.2.1 起步阶段6
1.2.2 发展阶段6
1.2.3 爆发阶段7
1.3 国内无人机光电载荷的发展现状8
1.4 无人机光电载荷的发展趋势10
1.4.1 超表面平板成像技术10
1.4.2 衍射成像技术10
1.4.3 主动干涉成像技术11
第2章 无人机光电载荷工作原理13
2.1 无人机光电载荷应用及工作环境13
2.2 无人机光电载荷分类及特点17
2.3 无人机光电载荷基本工作原理19
2.3.1 可见光与红外凝视成像原理19
2.3.2 可见光与红外扫描成像原理25
2.3.3 光谱成像原理29
2.3.4 立体成像原理31
2.3.5 激光测距与激光雷达成像原理34
2.3.6 惯性稳定与指向控制原理41
2.4 小结44
第3章 可见光成像载荷技术45
3.1 技术特点与分类45
3.1.1 技术特点45
3.1.2 分类45
3.2 系统组成与工作原理46
3.2.1 组成46
3.2.2 工作原理48
3.3 主要性能指标50
3.3.1 光学性能指标50
3.3.2 探测器性能指标53
3.3.3 系统性能指标54
3.4 关键技术60
3.4.1 光学系统设计技术60
3.4.2 探测器技术65
3.4.3 调焦技术69
3.4.4 调光技术76
3.4.5 辐射定标技术81
3.5 设计案例85
3.5.1 推扫相机85
3.5.2 全景相机90
3.5.3 画幅相机97
第4章 红外成像载荷技术104
4.1 技术特点与分类104
4.1.1 技术特点104
4.1.2 分类104
4.2 组成与工作原理105
4.2.1 组成105
4.2.2 工作原理108
4.3 主要性能指标108
4.3.1 光学性能指标108
4.3.2 探测器性能指标108
4.3.3 系统性能指标109
4.4 关键技术114
4.4.1 光学材料与设计114
4.4.2 探测器技术118
4.4.3 非均匀校正122
4.4.4 系统冷环境124
4.4.5 调焦技术124
4.5 设计案例125
4.5.1 红外线阵摆扫相机125
4.5.2 红外面阵凝视成像相机130
第5章 光谱成像载荷技术137
5.1 技术特点与分类137
5.1.1 技术特点137
5.1.2 技术分类138
5.2 系统组成与工作原理141
5.2.1 系统组成141
5.2.2 工作原理142
5.3 主要性能指标144
5.3.1 空间特性评价指标144
5.3.2 光谱特性评价指标144
5.3.3 辐射特性评价指标145
5.4 关键技术146
5.4.1 光学系统设计及分光技术146
5.4.2 探测器技术154
5.4.3 信号传输技术154
5.4.4 定标技术155
5.4.5 图像处理技术160
5.5 设计案例161
5.5.1 主要技术指标161
5.5.2 前置光学系统设计162
5.5.3 光谱成像系统设计164
第6章 激光测距与成像载荷技术168
6.1 技术特点与分类169
6.1.1 技术特点169
6.1.2 技术分类172
6.2 组成与工作原理173
6.2.1 组成173
6.2.2 工作原理174
6.3 主要性能指标186
6.3.1 光学性能指标186
6.3.2 探测器性能指标189
6.3.3 系统性能指标191
6.4 关键技术196
6.4.1 激光测距机196
6.4.2 激光照射设备201
6.4.3 激光成像雷达202
6.5 设计案例203
6.5.1 激光测距机203
6.5.2 激光成像雷达设备212
第7章 测绘载荷技术219
7.1 技术特点与分类219
7.1.1 技术特点219
7.1.2 技术分类219
7.2 组成及工作原理220
7.2.1 组成220
7.2.2 工作原理221
7.3 主要性能指标223
7.3.1 光学性能指标223
7.3.2 探测器性能指标224
7.3.3 系统性能指标225
7.4 关键技术227
7.4.1 光学材料与设计227
7.4.2 探测器技术229
7.4.3 几何标定技术230
7.4.4 测绘平台技术231
7.5 设计案例233
7.5.1 三线阵立体测绘相机233
7.5.2 测绘平台设计案例239
第8章 无人机稳定平台技术250
8.1 技术特点与分类252
8.1.1 技术特点252
8.1.2 分类252
8.2 平台组成与工作原理255
8.2.1 平台组成255
8.2.2 工作原理256
8.3 主要性能指标257
8.3.1 稳定精度257
8.3.2 跟踪精度257
8.3.3 测角精度258
8.3.4 搜索范围258
8.3.5 最大跟踪角速度与角加速度259
8.3.6 工作与储存环境259
8.4 关键技术261
8.4.1 结构设计技术261
8.4.2 伺服控制技术275
8.5 设计案例287
8.5.1 结构设计287
8.5.2 伺服设计290
8.5.3 指标测试293
第9章 无人机光电载荷图像处理技术295
9.1 无人机光电载荷内部图像传输技术295
9.1.1 概述295
9.1.2 光电载荷内部图像传输系统工作原理297
9.2 图像滤波技术299
9.2.1 图像噪声的类型299
9.2.2 图像滤波的方法299
9.2.3 滤波效果评估300
9.3 图像去运动模糊技术301
9.3.1 图像模糊模型302
9.3.2 图像去模糊的方法303
9.4 图像增强技术306
9.4.1 低对比度图像增强技术306
9.4.2 红外图像增强处理技术309
9.5 图像去雾技术314
9.5.1 雨天和雾天成像的特点314
9.5.2 雾天图像的清晰化方法315
9.5.3 图像去雾效果的评估322
9.6 图像目标检测技术323
9.6.1 目标检测基本原理323
9.6.2 目标特征提取技术324
9.6.3 目标检测技术325
9.6.4 目标检测指标和评估方法327
9.7 目标图像跟踪与抗干扰技术329
9.7.1 图像跟踪基本原理329
9.7.2 图像跟踪的干扰问题330
9.7.3 鲁棒的图像跟踪方法331
9.7.4 基于机器学习理论的KLT目标跟踪331
9.7.5 图像跟踪方法的评估335
9.8 电子稳像技术336
9.8.1 图像抖动的因素336
9.8.2 电子稳像技术的基本原理336
9.8.3 电子稳像效果评估343
9.9 多光谱图像融合技术345
9.9.1 图像融合原理345
9.9.2 图像融合方法346
9.9.3 红外/可见光图像融合347
9.9.4 像素级图像融合技术的实现349
9.9.5 图像融合质量评价351
第10章 试验与检测技术352
10.1 高低温试验技术352
10.1.1 概述352
10.1.2 高低温试验设备353
10.1.3 高温试验354
10.1.4 低温试验355
10.1.5 高低温冲击试验356
10.1.6 高低温成像试验357
10.2 低气压试验技术357
10.2.1 概述357
10.2.2 低气压试验设备358
10.2.3 低气压成像试验358
10.3 振动、冲击、加速度试验技术359
10.3.1 概述359
10.3.2 试验设备360
10.3.3 振动试验362
10.3.4 冲击试验364
10.3.5 加速度试验365
10.4 电磁兼容试验技术366
10.4.1 概述366
10.4.2 电磁兼容试验标准和规范366
10.4.3 电磁兼容试验设备368
10.4.4 电磁兼容试验方法371
10.4.5 电磁兼容试验数据处理374
10.5 光轴一致性检测技术374
10.5.1 检测需求374
10.5.2 常用的光轴一致性检测方法375
10.5.3 CCD法的关键技术378
10.5.4 CCD法误差分析379
10.6 视轴稳定检测技术380
10.6.1 检测需求380
10.6.2 视轴稳定检测原理380
10.6.3 视轴稳定检测设备382
10.6.4 视轴稳定检测方法385
10.7 目标跟踪检测387
10.7.1 检测需求387
10.7.2 目标跟踪指标检测原理388
10.7.3 目标跟踪指标检测设备389
10.7.4 目标跟踪指标检测方法389
10.8 载荷安装零位标校技术391
10.8.1 检测需求391
10.8.2 零位标校原理391
10.8.3 零位标校仪器设备及标校方法393
10.8.4 零位标校误差分析394
总结与展望395
参考文献397