无人机数字影像匹配算法研究
发布时间：2021-01-02 09:04
无人机技术和传感器技术的快速发展,使无人机摄影测量广泛应用于测绘、救灾应急、地质勘测、电力巡检、3D建模、气象探测等领域,成为国内外研究的热点之一。无人机摄影测量有着传统摄影测量无法超越的优越性,但是无人机重量轻、稳定性差,造成获取的影像重叠度不规则、旋转角度大、影像地物畸变大。面对这样的影像,很多原本有效的影像匹配方法都出现了不同程度的问题,有的算法不再能匹配出同名点,有的算法即使能够匹配出同名点,但匹配数量和精度也大为下降。因此在总结现有的影像匹配算法的基础上,研究适用于无人机影像的匹配算法十分重要。本文对多种无人机影像匹配算法进行探讨,深入研究基于灰度的LSIM算法和基于特征点的SIFT算法,并结合算子的优缺点,对SIFT算法进行改进使其更加适用于无人机影像。本文就无人机影像匹配的主要研究工作和成果如下:（1）着重研究了基于灰度的LSIM匹配算法和基于特征的SIFT匹配算法,详细的介绍了两种算法的原理和匹配过程。（2）将LSIM与点特征算子Moravec算子、Harris算子和Forstner算子结合,已达到提高匹配率的目的。通过实验对比分析两种算法的优劣,结果显示SIFT算法更...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１无人机摄影测量系统??１
高分辨率无人机影像数据，以ＧＰＳ作为导航系统控制飞行过程的无人机低空摄影系统。??无人机摄影测量系统一般由无人机飞行平台、飞行控制系统、传感器系统、地面监控系??统和地面保障系统共五个部分组成，如下图２．１所示：??无人机低空摄影测罱系统??Ｉ?ｉ?Ｉ?Ｉ??／?＼?／?＼?／?Ｎ?（?＼?／?＼??无人机??飞行器?传感器?飞行控?地面监?地而保??Ｙ台?系统?制系统?控系统?＾５１?系统??Ｖ?Ｊ?Ｖ?．?ｖ?ｖ?ｙ?Ｖ?Ｊ?＼?｜?／??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?￣ｉ?１?Ｉ?１?｜?１?Ｊ－?ｒｉｌｉ??＊?［?４１?＾?Ｉ?［小丨＃丨供｜定｜?｜机丨＿小气商?通监应?监应??人力落?型确电点?戟航?ｓ?压度?讯控总?控急??机系装?数标存摄?Ｇ?向?【计计?系软处?软处??机统置?码定储影?Ｐ?仪Ｍ?统件理?件理??体?相校系技?Ｓ?Ｕ?系系?系系??机验统术?统统统统??图２．１无人机摄影测量系统??（１）
图像的几何变换是影像拍过程中不可避免的，寻找到合适的几何变换模型是影像匹??配中的重要步骤，常见的变换模型包括非线性变换、投影变换、刚体变换以及仿射变换??等，如下图２．３所示：??Ｙ?ｆ?Ａ非线性变换??／?￣＂７?丄Ｂ?Ｃ相似变换??Ａ?／?＿／ｃ?／?Ｄ?ｆ移？??Ｂ刚体变换??／?／ｒ．?Ｆ仿削变换????＾??Ｘ??图２．３图像的空间几何变换模型??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机摄影测量在高陡边坡地质调查中的应用[J]. 贾曙光,金爱兵,赵怡晴. 岩土力学. 2018(03)
[2]无人机在法国水利工程中应用的最新进展[J]. B.库唐,肖潇. 水利水电快报. 2018(01)
[3]无人机摄影测量在矿山尾矿库建设规划的应用[J]. 马国超,王立娟,马松,唐尧. 测绘科学. 2018(01)
[4]基于小型无人机摄影测量的江南景观水资源综合利用分析[J]. 王玮,王浩,李卫正,乌日汗,田晓冬,郭苏明,陈周翔,张浩峰. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(01)
[5]无人机演变与发展研究综述[J]. 卢俊文,王倩营. 飞航导弹. 2017(11)
[6]基于无人机倾斜摄影的露天矿工程量计算方法[J]. 王果,沙从术,蒋瑞波,郝力坤. 金属矿山. 2017(10)
[7]基于改进的FORSTNER算子特征点提取方法[J]. 李天硕. 江西测绘. 2017(01)
[8]几种特征点提取算子的分析和比较[J]. 曾凡永,顾爱辉,马勇骥,项皓东. 现代测绘. 2015(03)
[9]基于SURF算法的无人机遥感影像拼接技术[J]. 胡同喜,牛雪峰,谭洋,陈新鹏. 测绘通报. 2015(01)
[10]低空摄影测量航带重构及数据处理方法研究[J]. 何海清. 测绘学报. 2014(04)
博士论文
[1]基于点线特征匹配的无人机影像拼接技术[D]. 何敬.西南交通大学 2013
[2]基于CPU+GPU的影像匹配高效能异构并行计算研究[D]. 肖汉.武汉大学 2011
[3]模式识别中图像匹配快速算法研究[D]. 魏宁.兰州大学 2009
[4]特殊航空影像自动匹配的关键技术研究[D]. 明洋.武汉大学 2009
硕士论文
[1]基于改进的SIFT图像匹配算法研究[D]. 翟雨微.吉林大学 2017
[2]自动空三点特征高精度影像匹配研究[D]. 朱师欢.西安科技大学 2017
[3]无人机低空摄影测量系统研究[D]. 王家杰.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于SIFT算法的低空摄影测量影像匹配方法研究[D]. 张凯南.长安大学 2016
[5]数字摄影测量中最小二乘影像匹配的探讨与研究[D]. 任瑞杰.西安科技大学 2013
[6]无人机摄影测量影像匹配与纠正技术研究[D]. 严宇波.沈阳航空航天大学 2013
[7]数字近景影像稠密匹配方法研究[D]. 来春风.南京师范大学 2012
[8]基于SIFT匹配的数字近景影像空中三角测量[D]. 豁辉.北京建筑工程学院 2012
[9]特征点匹配技术在无人机影像匹配中的研究与应用[D]. 李先怡.西安科技大学 2011
[10]航片判绘地物数据的影像匹配与纠正方法的研究[D]. 段蕾.解放军信息工程大学 2006
本文编号：2953074
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１无人机摄影测量系统??１
高分辨率无人机影像数据，以ＧＰＳ作为导航系统控制飞行过程的无人机低空摄影系统。??无人机摄影测量系统一般由无人机飞行平台、飞行控制系统、传感器系统、地面监控系??统和地面保障系统共五个部分组成，如下图２．１所示：??无人机低空摄影测罱系统??Ｉ?ｉ?Ｉ?Ｉ??／?＼?／?＼?／?Ｎ?（?＼?／?＼??无人机??飞行器?传感器?飞行控?地面监?地而保??Ｙ台?系统?制系统?控系统?＾５１?系统??Ｖ?Ｊ?Ｖ?．?ｖ?ｖ?ｙ?Ｖ?Ｊ?＼?｜?／??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?￣ｉ?１?Ｉ?１?｜?１?Ｊ－?ｒｉｌｉ??＊?［?４１?＾?Ｉ?［小丨＃丨供｜定｜?｜机丨＿小气商?通监应?监应??人力落?型确电点?戟航?ｓ?压度?讯控总?控急??机系装?数标存摄?Ｇ?向?【计计?系软处?软处??机统置?码定储影?Ｐ?仪Ｍ?统件理?件理??体?相校系技?Ｓ?Ｕ?系系?系系??机验统术?统统统统??图２．１无人机摄影测量系统??（１）
图像的几何变换是影像拍过程中不可避免的，寻找到合适的几何变换模型是影像匹??配中的重要步骤，常见的变换模型包括非线性变换、投影变换、刚体变换以及仿射变换??等，如下图２．３所示：??Ｙ?ｆ?Ａ非线性变换??／?￣＂７?丄Ｂ?Ｃ相似变换??Ａ?／?＿／ｃ?／?Ｄ?ｆ移？??Ｂ刚体变换??／?／ｒ．?Ｆ仿削变换????＾??Ｘ??图２．３图像的空间几何变换模型??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机摄影测量在高陡边坡地质调查中的应用[J]. 贾曙光,金爱兵,赵怡晴. 岩土力学. 2018(03)
[2]无人机在法国水利工程中应用的最新进展[J]. B.库唐,肖潇. 水利水电快报. 2018(01)
[3]无人机摄影测量在矿山尾矿库建设规划的应用[J]. 马国超,王立娟,马松,唐尧. 测绘科学. 2018(01)
[4]基于小型无人机摄影测量的江南景观水资源综合利用分析[J]. 王玮,王浩,李卫正,乌日汗,田晓冬,郭苏明,陈周翔,张浩峰. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(01)
[5]无人机演变与发展研究综述[J]. 卢俊文,王倩营. 飞航导弹. 2017(11)
[6]基于无人机倾斜摄影的露天矿工程量计算方法[J]. 王果,沙从术,蒋瑞波,郝力坤. 金属矿山. 2017(10)
[7]基于改进的FORSTNER算子特征点提取方法[J]. 李天硕. 江西测绘. 2017(01)
[8]几种特征点提取算子的分析和比较[J]. 曾凡永,顾爱辉,马勇骥,项皓东. 现代测绘. 2015(03)
[9]基于SURF算法的无人机遥感影像拼接技术[J]. 胡同喜,牛雪峰,谭洋,陈新鹏. 测绘通报. 2015(01)
[10]低空摄影测量航带重构及数据处理方法研究[J]. 何海清. 测绘学报. 2014(04)
博士论文
[1]基于点线特征匹配的无人机影像拼接技术[D]. 何敬.西南交通大学 2013
[2]基于CPU+GPU的影像匹配高效能异构并行计算研究[D]. 肖汉.武汉大学 2011
[3]模式识别中图像匹配快速算法研究[D]. 魏宁.兰州大学 2009
[4]特殊航空影像自动匹配的关键技术研究[D]. 明洋.武汉大学 2009
硕士论文
[1]基于改进的SIFT图像匹配算法研究[D]. 翟雨微.吉林大学 2017
[2]自动空三点特征高精度影像匹配研究[D]. 朱师欢.西安科技大学 2017
[3]无人机低空摄影测量系统研究[D]. 王家杰.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于SIFT算法的低空摄影测量影像匹配方法研究[D]. 张凯南.长安大学 2016
[5]数字摄影测量中最小二乘影像匹配的探讨与研究[D]. 任瑞杰.西安科技大学 2013
[6]无人机摄影测量影像匹配与纠正技术研究[D]. 严宇波.沈阳航空航天大学 2013
[7]数字近景影像稠密匹配方法研究[D]. 来春风.南京师范大学 2012
[8]基于SIFT匹配的数字近景影像空中三角测量[D]. 豁辉.北京建筑工程学院 2012
[9]特征点匹配技术在无人机影像匹配中的研究与应用[D]. 李先怡.西安科技大学 2011
[10]航片判绘地物数据的影像匹配与纠正方法的研究[D]. 段蕾.解放军信息工程大学 2006
本文编号：2953074
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