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The magnification of infrared and normal tracking cameras for advanced aircraft and autonomous vehicles need to be continuously adjusted using a lens driving function to define target objects and keep track of them. However, they still suffer from the problem of retaining stability of the focused image even when a continuous zoom lens driving situation is in operation. According to the mechanical motion characteristics of a magnification lens, the motorized movement of the lens causes an incremental spiral motion on the image along the direction of movement. In addition, the optical alignment error in the zoom lens, moving stages, and imaging area seriously amplifies this problem. The spiral movement of the video image is clearly observed on a user monitor if it is in focus during zooming in or out. The spiral motion is more clearly observed under high magnification than under low magnification, so serious inconvenience is caused for users at high magnification. To solve this problem, an image-based compensation algorithm based on quantitative measurement of spiral image movement in zoom driving was investigated. First, image movement was measured and analyzed under continuous zoom lens driving conditions with a standard target image and a collimator system based on a centroid tracking algorithm. Second, a proposed motion compensation technique using a look-up table (LUT) constructed from the measured movements was applied. To prove the validation of this technique, a series of experiments were performed on a real forward looking infrared (FLIR) image sensor system with a zoom lens structure. It was confirmed that the technique can significantly reduce the spiral movement induced by zooming in or out to ±1 pixel.
#thermal camera #zoom lens #4-bar target #centroid tracking #look-up-table control method #LOS (Line of Sight) #image stabilization

목차

Abstract
I. 서론
II. MEASUREMENT METHOD FOR IMAGE SHIFT
III. PROPOSED COMPENSATION METHOD FOR IMAGE STABILIZATION
IV. EXPERIMENTS
V. CONCLUSION
REFERENCES

참고문헌 (16)

참고문헌 신청
J.-H. Kim, D.-W. Lee, K.-R. Cho, S.-Y. Jo, J.-H. Kim, and D.-I. Han, “Vision based estimation of 3-D position of target for target following guidance/control of UAV,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 14, no. 12, pp. 1205-1211, 2008. S.-G. Yun, S.-E. Kang, and S. Ko, “Moving target indication using an image sensor for small UAVs,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 20, no. 12, pp. 1189-1195, 2014. D. Lee and S.-C. Park, “Design of an 8x four-group inner-focus zoom system using a focus tunable lens,” Journal of the Optical Society of Korea, vol. 20, no. 2, pp. 283-290, 2016. E. Sanz-Ablanedo, J. H. Chandler, and R. Wackrow, “Parameterising internal camera geometry with focusing distance,” The Photogrammetric Record, vol. 27, no. 138, pp. 210-226, 2012. J. M. Finlan and D. J. Manzi, “Precision Refractive Zoom Lens With Long Focal Length,” Defense and Security Symposium. International Society for Optics and Photonics, vol. 6203, pp. 1- 12, 2006.

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