●前言
第1章緒論
1.1光流場計算技術發展及研究現狀
1.1.1光流計算技術歷史與計算方法現狀
1.1.2基於匹配的光流計算方法概述
1.1.3球面光流計算方法概述
1.2光流輔助飛行器導航與控制概述
1.2.1傳統微小型飛行器導航與控制技術發展現狀
1.2.2光流在飛行器導航控制中的應用
1.3本章小結
參考文獻
第2章光流場基本計算方法及圖像預處理
2.1引言
2.2光流計算基本原理及算法
2.2.1光流場和運動場
2.2.2光流約束方程
2.2.3光流場經典計算方法
2.3圖像預處理
2.3.1圖像縮放
2.3.2圖像平滑濾波
2.3.3圖像畸變校正
2.3.4圖像去霧增強
2.4本章小結
第3章稀疏直線匹配光流場計算方法及其應用
3.1引言
3.2基於參數—卡爾曼濾波的序列圖像間快速直線匹配方法
3.3稀疏直線光流場計算方法及其仿真算例
3.3.1稀疏直線光流場計算方法
3.3.2稀疏直線光流場仿真算例
3.4稀疏直線光流場飛行器姿態估計技術
3.4.1攝像機的透視投影模型
3.4.2基於稀疏直線光流場的飛行器姿態估計方法
3.4.3基於暗原色通道的地平線提取方法
3.4.4基於地平線直線稀疏光流場的姿態估計算例
3.4.5基於灰度投影的跑道線提取方法
3.4.6基於跑道線稀疏光流場的姿態估計算例
3.5稀疏直線光流場飛行器著陸控制技術
3.5.1飛行器進近—著陸階段特性分析
3.5.2基於直線稀疏光流場的飛行器進近段對準控制
3.5.3基於直線光流場的飛行器下滑段垂直控制
3.5.4飛行器進近段對準控制仿真
3.5.5飛行器下滑段控制仿真
3.6本章小結
參考文獻
第4章基於張量黎曼度量的塊匹配光流場計算方法及其應用
4.1引言
4.2序列圖像的灰度—時空張量描述
4.3結構張量的黎曼度量
4.4基於改進Hausdorff黎曼度量的匹配準則
4.4.1模型建立
4.4.2性能仿真測試
4.5圖像旋轉的描述
4.6多分辨率搜索策略
4.7塊匹配光流場算例與分析
4.7.1計算精度分析
4.7.2抗噪聲能力分析
4.7.3旋轉圖像光流場計算
4.7.4大位移光流場計算
4.8基於改進光流場的運動目標檢測
4.8.1目標檢測算法設計指標分析
4.8.2基於光流的運動目標檢測算法總體框架
4.8.3全局運動估計和運動補償
4.8.4基於光流矢量聚類的感興趣區域提取
4.8.5目標區域分割與檢測
4.8.6仿真算例與分析
4.9本章小結
第5章基於時空興趣點匹配的光流場計算方法
5.1引言
5.2時空張量定義與興趣點檢測
5.3圖像幾何變換下判據函數的穩定性分析
5.4時空興趣點提取測試
5.4.1旋轉不變性與仿射不變性測試算例
5.4.2與Harris角點提取算子的對比測試算例
5.4.3加噪圖像測試算例
5.5時空興趣點的PCA—FLSS特征描述子構造
5.5.1LSS描述子原理
5.5.2PCA—FLsS描述子設計
5.5.3PCA—FLSS描述子的構造算例
5.6時空興趣點匹配光流場計算方法
5.7時空興趣點匹配算法計算大位移圖像光流場算例
5.8本章小結
參考文獻
第6章基於匹配光流場的飛行器自主避障
6.1引言
6.2光流避障技術總體架構
6.3平移光流場計算
6.4基於速度信息的FOE估計
6.5景深估計與相對背景靜止障礙提取
6.6相對背景運動的障礙區域提取
6.7避障策略設計
6.8本章小結
第7章球面光流場計算方法
7.1引言
7.2坐標繫定義
7.3常見的成像模型
7.3.1平面透視投影成像模型
7.3.2非透視投影成像模型
7.4ORIFLl90—3魚眼鏡頭的成像模型
7.5魚眼圖像的球面映射
7.6球面光流場基本計算方法
7.6.1透視投影模型下的圖像場
7.6.2球面屈光成像模型下的圖像場
7.6.3透視投影模型下光流場的基本約束方程
7.6.4基於時空梯度的透視投影光流算法
7.6.5球面光流場基本約束方程
7.6.6黎曼空間中的梯度約束
7.7基於時空梯度的球面光流算法
7.7.1基於全局平滑約束的S—HS算法
7.7.2基於局部平滑約束的SLK算法
7.7.3存在的問題
7.7.4基本算法的優化
7.7.5優化算法
7.8實驗仿真與結果分析
7.8.1光流計算誤差評價指標
7.8.2球面光流場測試序列
7.8.3優選響應幅值性能比較
7.8.4矢量角誤差比較
7.8.5算法性能小結
7.8.6真實序列仿真
7.9本章小結
參考文獻
第8章圖像光流仿真與實驗繫統
8.1基於光流信息感知的計算機仿真實驗繫統
8.1.1仿真實驗平臺及子繫統搭建
8.1.2基於改進光流場的目標檢測仿真實驗與分析
8.1.3基於地平線特征光流的飛行器姿態估計仿真實驗與分析
8.2基於匹配光流的避障計算機仿真實驗繫統
8.2.1基於匹配光流的避障仿真實驗繫統
8.2.2光流避障仿真實驗
8.2.3光流場提取算法對避障算法效能影響的驗證
8.3光流避障信息提取半實物仿真實驗繫統
8.3.1光流避障信息提取半實物仿真實驗繫統總體架構
8.3.2硬件繫統組成
8.3.3軟件部分組成
8.3.4平移光流場提取與FOE估計實驗
8.3.5障礙提取實驗
8.4本章小結

本書繫統介紹了圖像光流計算方法及其在飛行器導航控制中的應用，包括光流場基本原理與計算方法、稀疏直線匹配光流場計算方法、基於張量黎曼度量的塊匹配光流場計算方法、基於時空興趣點匹配的光流場計算方法以及球面光流場計算方法，探索了光流計算在飛行器導航、避障、控制中的應用方法，並通過計算機仿真和半實物仿真對以上方法進行了驗證。
本書可供高等學校和研究機構中從事圖像處理和飛行器導航控制等相關專業領域的研究生、研究人員以及技術開發人員學習和參考。