无人机遥感影像拼接系统的设计与实现

发布时间：2017-08-22 22:29

  本文关键词：无人机遥感影像拼接系统的设计与实现

  更多相关文章： 无人机 影像拼接 预处理 配准 融合

【摘要】：近年来,无人机以快速反应、高效便捷、大比例尺、高精度等特点广泛应用于土地动态监测监察、资源勘探、灾害勘察等实际领域,并且在小区域或飞行困难地区快速获取高分辨率遥感影像中具有显著优势。无人机航摄遥感与传统的摄影测量方法相比,具有单张影像像幅小以及像幅数量过多的缺点。为了能够更直观的了解整个航拍地区的概况,就需要对所拍摄的影像进行拼接,因此开发出一个无人机遥感影像拼接系统显得十分具有意义。对此本文研究的主要内容如下:首先对原始影像进行预处理,针对一些拍摄质量不足的影像进行影像畸变校正、影像增强、影像平滑等工作。然后对影像配准环节进行了进一步的研究,通过实验分析对比ORB算法、SURF算法以及SIFT算法在图像旋转、光照变化以及噪声等方面的优势与不足,发现SIFT算法在无人机影像处理中具有较明显的优势。其次在影像融合方面,通过对比选取了拼接效果比较好加权平均融合法,并且在此基础之上添加了建立最佳缝合线的步骤从而消除了因图像融合所产生的拼接缝和“鬼影”现象。最后根据上述的研究成果,使用C++编程语言实现了影像预处理、影像配准、影像融合等功能,设计开发了一个无人机遥感影像拼接系统。
【关键词】：无人机 影像拼接 预处理 配准 融合
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P237
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.1 国外研究现状11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 主要研究内容及论文结构12-14
• 1.3.1 主要研究内容12
• 1.3.2 论文组织结构12-14
• 2 影像拼接相关知识14-26
• 2.1 无人机影像拼接的基本流程14-15
• 2.2 坐标系统及构像方程15-16
• 2.2.1 像方空间坐标系15
• 2.2.2 物方空间坐标系15
• 2.2.3 传感器构像方程15-16
• 2.3 影像预处理16-20
• 2.3.1 影像畸变校正16-17
• 2.3.2 影像增强处理17-19
• 2.3.3 影像平滑处理19-20
• 2.4 几何变换20-24
• 2.4.1 刚性变换22
• 2.4.2 仿射变换22-23
• 2.4.3 投影变换23-24
• 2.4.4 非线性变换24
• 2.5 本章小结24-26
• 3 影像配准方法26-44
• 3.1 常用的配准方法分析26-28
• 3.1.1 基于灰度信息的配准方法26-27
• 3.1.2 基于变换域的配准方法27
• 3.1.3 基于特征的配准方法27-28
• 3.2 特征点提取28-35
• 3.2.1 ORB特征点检测算法28-29
• 3.2.2 SURF特征点检测算法29-31
• 3.2.3 SIFT特征点检测算法31-35
• 3.3 三种特征点提取算法对比分析35-39
• 3.3.1 评价指标35-36
• 3.3.2 实验结果与分析36-39
• 3.4 特征点匹配39-43
• 3.4.1 特征点粗匹配39-41
• 3.4.2 基于RANSAC算法的特征点精匹配41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 影像融合方法44-54
• 4.1 图像融合的定义44
• 4.2 图像融合的常用算法44-49
• 4.2.1 直接平均融合法44-45
• 4.2.2 加权平均融合法45-46
• 4.2.3 小波变换融合法46-47
• 4.2.4 多分辨率融合法47
• 4.2.5 实验结果与分析47-49
• 4.3 改进的加权平均融合法进行影像融合49-52
• 4.3.1 最佳缝合线的提出49
• 4.3.2 算法的原理及实现49-52
• 4.4 本章小结52-54
• 5 无人机遥感影像拼接系统设计与实现54-66
• 5.1 无人机遥感影像拼接系统概述54-55
• 5.1.1 无人机遥感影像拼接系统的设计框架54
• 5.1.2 开发平台54-55
• 5.2 无人机遥感影像拼接系统设计及实现流程55-58
• 5.2.1 影像加载模块设计与实现55
• 5.2.2 影像预处理模块设计与实现55-56
• 5.2.3 影像配准模块设计与实现56-57
• 5.2.4 影像融合模块设计与实现57-58
• 5.3 系统实现功能及使用步骤58-64
• 5.3.1 影像输入模块实现功能及使用步骤58-60
• 5.3.2 影像预处理模块实现功能及使用步骤60
• 5.3.3 影像配准模块实现功能及使用步骤60-62
• 5.3.4 影像融合模块实现功能及使用步骤62-64
• 5.4 本章小结64-66
• 6 总结与展望66-68
• 6.1 论文总结66
• 6.2 研究展望66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-74
• 附录74-90

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本文编号：721434