基于点特征的无人机遥感图像拼接

发布时间：2020-11-01 09:05

　　随着无人机技术的发展,无人机被广泛应用于各种航拍、遥感场景。但是单张无人机遥感图像的覆盖范围较小,不能满足实际应用需求。如何将多幅无人机遥感图像拼接成一幅过渡自然的无缝图片成为了近年来研究的热点。本课题针对遥感领域对图像拼接的强烈需求,深入研究了基于点特征的无人机遥感图像拼接技术。具体研究内容如下:1、本课题根据图像采集需求,自主搭建了无人机图像采集系统,并根据课题需要,自主编写了无人机的地面控制软件。2、分析了较为流行的Harris角点、SURF特征和SIFT特征,并对三种特征进行性能对比实验,然后对经典的SIFT算法进行改进,对提取的SIFT特征进行距离约束、最大数量约束和最小响应值约束,然后将改进后的SIFT算法与经典的SIFT算法进行了对比实验,实验结果表明改进后的SIFT算法具有更高的匹配精度和更快的计算速度,同时保证了图像对齐的精度。3、针对图像融合过程中出现的亮度不均、扭曲、重影等问题,提出先使用捆绑调整算法对配准后的多幅图像进行全局调整;接着使用基于图割的最佳缝合线搜索算法找出最佳缝合线,最后在最佳缝合线附近使用多频带融合算法融合图像。同时将本文提出的图像融合算法与经典的图像融合算法进行对比实验,实验结果表明本文提出的图像融合方法具有更好的融合效果。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P237;TP751
【部分图文】：

无人机平台,地面控制系统,无人机,官方

地面控制系统进行通信。图像采集模块由飞宇ｇ〇ｐｒ〇３三轴无刷云台、鹰眼６Ｓ相机、??ＣＵＡＶＨＡＣＫ－ＬＩＮＫ?２．４Ｇ数字图传和美乐威ＵＳＢ?Ｃａｐｔｕｒｅ?ＳＤＩ视频采集卡组成，无人机??的具体硬件参数如表２－１所示，四旋翼无人机平台如图２－３所示：??表２－１无人机硬件参数??Ｔａｂ．?２－１?Ｔｈｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ＵＡＶ＇ｓ?ｈａｒｄｗａｒｅ??项目?型号??飞行控制器?ＰＩＸＨＡＷＫ飞控??无人机机架?６５０四旋翼机架??ＧＰＳ?Ｍ８Ｎ?ＧＰＳ?模块??电调?好盈铂金３０Ａ电调??电机?朗宇Ｘ４１１０Ｓ４００ＫＶ无刷电机??电池?格氏６Ｓ?８０００?ｍＡｈ锂电池??数传?Ｄｉｇｉ?９ＸＴｅｎｄ?９００ＭＨｚ数传模块??相机云台?飞宇ｇｏｐｒｏ３三轴无刷云台??摄像机?Ｇｏｐｒｏ?ｈｅｒｏ３＋摄像机??图传?ＣＵＡＶＨＡＣＫ－Ｌ丨ＮＫ２．４Ｇ数字图传??Ｉ＃?Ｊ?：??，九誦??图２－３四旋翼无人机平台??Ｆｉｇ．?２－３?Ｆｏｕｒ－ｒｏｔｏｒ?ＵＡＶ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??本文中的无人机地面控制系统是在ＰＩＸＨＡＷＫ官方控制软件Ｍｉｓｓｉｏｎ?Ｐｌａｎｎｅｒ的基??础上改进而来。ＭｉｓｓｉｏｎＰｌａｎｎｅｒ是ＰＩＸＨＡＷＫ官方推出的开源的无人机控制软件，因为??Ｍｉｓｓｉｏｎ?Ｐｌａｎｎｅｒ并不能完全满足本课题的飞行控制需要，本课题组在Ｍｉｓｓｉｏｎ?Ｐｌａｎｎｅｒ的??基础上

图像融合,问题,图像配准

?（ｃ）曝光过少?（ｄ）曝光过度??图２－５问题图像??Ｆｉｇ．２－５?Ｔｈｅ?ｉｍａｇｅｓ?ｗｉｔｈ?ｐｒｏｂｌｅｍｓ??图像配准的目的是将处在不同坐标系的图像变换到同一坐标系下，通过图像配准求??解图像间的坐标变换关系（使用（３ｘ３）的矩阵表示），求解变换矩阵后，便可以通过矩阵??将图像投影到统一坐标系下，以便进行下一步的图像融合。如果图像配准的误差过大，??会导致图像无法对齐，严重影响图像拼接效果（如图２－６所示）：??「??—Ｉ一??图２－６未对齐的图像??Ｆｉｇ．２－６?Ｔｈｅ?ｉｍａｇｅｓ?ｕｎａｌｉｇｎｅｄ??图像融合主要是使用特定的融合方法融合配准后的图像，消除因光照不一致和视差??导致的亮度不一致、图像扭曲、图像重影等问题（如图２－７所示），从而确保拼接结果过??渡自然、亮度均匀、无明显畸变。??（ａ）亮度不一致?（ｂ）图像扭曲?（ｃ）图像模糊重影??图２－７图像融合问题??Ｆｉｇ．２－７?Ｔｈｅ?ｐｒｏｂｌｅｍｓ?ｏｆ?ｉｍａｇｅ?ｆｕｓｉｏｎ??综上所述，图像拼接包括：图像采集、图像预处理、图像配准

未对齐,图像,图像配准