无人机林区航拍图像拼接算法研究及应用
发布时间：2021-07-15 17:58
无人机遥感作为一种近年新兴的低空遥感技术,具备成本低、时效性强、安全性高等优点,已广泛应用于林情监测、林业病虫害预测、森林火灾监测等林业相关领域。但是,由于无人机在低空飞行拍摄林区图像时,受到航行高度、相机像素以及图像分辨率等因素的约束,无人机拍摄到的画面往往范围较小,不能包含需要研究的林业区域的全部图像信息,难以形成对目标研究区域的整体认知。因此需要对无人机航拍图像进行拼接,来获取高分辨率、宽视野的林区航拍图像。本文面向林区航拍图像拼接的任务需求,针对无人机林区航拍图像拼接算法展开研究,主要研究工作如下:1.提出了一种改进的SIFT图像拼接算法。针对传统SIFT算法在拼接无人机林区航拍图像时面临的特征点不明显、匹配过程复杂以及精度不高等问题,本文提出了一种改进的SIFT图像拼接算法。通过引入自适应直方图均衡化预处理、向量点积反余弦函数特征匹配以及L-M算法精炼变换矩阵等方式,增加了特征点提取数目,提高了无人机林区航拍图像拼接的效率和精度。2.构建了一套航拍图像拼接结果评价体系。本文提出了主观评价与客观评价相结合的图像拼接结果评价体系。其中主观评价主要根据人眼对拼接结果图像的视觉感受进...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一图像拼接基本流程图
无人机林区航拍图像拼接算法研艽及应用的重合部分加以综合，最大程度上获取场景信息的完整描述，较好地解决拼接砧接缝以及重影和不清晰的问题。常用的融合算法主要有梯度金字塔方法、加值法、小波变换算法等（肖波，２０１３）。??林区航拍图像获取??．１航拍实验设备??本文所使用的成像设备为如图２－２所示的八旋翼航拍无人机，它能通过遥控在??中航拍得到待拼接图像，具体技术参数如表２－１所示。其搭载的单反相机是松下??Ｃ－ＧＨ３数码相机，配备了?１６０５万像素数码Ｌｉｖｅ?ＭＯＳ传感器，能实现从阴影到??的流畅渐变，敏感度ＩＳＯ可达到１２８００?（可扩展至：ＩＳＯ?２５６００）以及降噪性越，对比自动对焦也有很高的精确性。??
２．２林区航拍图像获取??２．２．１航拍实验设备??本文所使用的成像设备为如图２－２所示的八旋翼航拍无人机，它能通过遥控在??空中航拍得到待拼接图像，具体技术参数如表２－１所示。其搭载的单反相机是松下??ＤＭＣ－ＧＨ３数码相机，配备了?１６０５万像素数码Ｌｉｖｅ?ＭＯＳ传感器，能实现从阴影到??高亮的流畅渐变，敏感度ＩＳＯ可达到１２８００?（可扩展至：ＩＳＯ?２５６００）以及降噪性也??很卓越，对比自动对焦也有很高的精确性。??齡＇?翁．．．ｉ?婦??图２－２八旋翼航拍无人机??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｅｉｇｈｔ－ｒｏｔｏｒｓ?ＵＡＶ??２．２．２航拍实验地点??本实验部分图像选取的林区监测区域是辽宁省建平县的多个油松林和沙棘林样??地，这些样地主要集中在建平县的朱碌科镇、义成功乡、张家营子镇等地，通过对??无人机航拍获取的多幅林区图像进行拼接实验，还原得到林区的真实全景图。此次??实地飞行实验的飞行时间为２０１７年８月１７日，航拍高度在５０ｍ左右，巡航速度约??为３０ｋｍ／ｈ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SIFT算法的无人机遥感图像拼接技术[J]. 王茜,宁纪锋,曹宇翔,韩文霆. 吉林大学学报(信息科学版). 2017(02)
[2]基于小波阈值函数与改进中值滤波融合的抑制图像混合噪声算法[J]. 马良慧,李东兴,张华强,杜钦君,常晓刚. 光学技术. 2017(01)
[3]图像局部特征自适应的快速SIFT图像拼接方法[J]. 陈月,赵岩,王世刚. 中国光学. 2016(04)
[4]改进的阈值加权平均HSV与小波变换图像融合[J]. 权亚楠,卜丽静,武文波. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]基于LM算法的相对测量相机非线性标定技术[J]. 田少雄,卢山,刘宗明,孙玥,刘付成,曹姝清. 上海航天. 2015(06)
[6]基于改进Harris-SURF的无人机图像快速拼接[J]. 潘梅,李磊民. 微型机与应用. 2014(15)
[7]准均匀三次B样条曲线的多分辨率光顺[J]. 杨艳,纪小刚,李庆忠,薛杰. 机械设计与研究. 2014(01)
[8]微型无人机林火监测系统的设计与实现[J]. 马瑞升,杨斌,张利辉,刘志平. 浙江农林大学学报. 2012(05)
[9]加窗灰度差直方图描述子及其对SURF算法的改进[J]. 廉蔺,李国辉,田昊,徐树奎,涂丹,王海涛. 电子与信息学报. 2011(05)
[10]遥感图像配准方法研究——综述[J]. 苏清贺,程红,孙文邦. 红外. 2010(10)
博士论文
[1]图像融合与修复处理关键技术研究[D]. 谌明.浙江大学 2017
[2]无人机遥感图像拼接关键技术研究[D]. 贾银江.东北农业大学 2016
[3]基于多传感器图像融合系统的配准技术研究[D]. 李英杰.南京理工大学 2016
[4]基于多视域广角相机视频图像拼接技术研究[D]. 张敏.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
硕士论文
[1]图像拼接技术研究及其应用[D]. 闫璠.湘潭大学 2016
[2]无人机航拍图像拼接算法的研究[D]. 孙文奇.辽宁大学 2016
[3]彩色图像拼接关键技术研究与实现[D]. 张晨希.北方工业大学 2015
[4]航拍图像拼接算法的研究与实现[D]. 徐忠洋.辽宁大学 2015
[5]无人机航拍图像拼接技术研究[D]. 张成涛.北京理工大学 2015
[6]基于改进图像配准算法的图像拼接实现[D]. 胡伊日格其.大连理工大学 2014
[7]无人机图像自动拼接问题研究[D]. 肖波.昆明理工大学 2013
[8]全景图像拼接关键技术研究[D]. 柳运波.电子科技大学 2013
[9]基于无人机植被图像的拼接研究[D]. 陈朝阳.成都理工大学 2013
[10]基于匹配的图像拼接关键技术研究与实现[D]. 徐止喜.电子科技大学 2013
本文编号：3286192
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一图像拼接基本流程图
无人机林区航拍图像拼接算法研艽及应用的重合部分加以综合，最大程度上获取场景信息的完整描述，较好地解决拼接砧接缝以及重影和不清晰的问题。常用的融合算法主要有梯度金字塔方法、加值法、小波变换算法等（肖波，２０１３）。??林区航拍图像获取??．１航拍实验设备??本文所使用的成像设备为如图２－２所示的八旋翼航拍无人机，它能通过遥控在??中航拍得到待拼接图像，具体技术参数如表２－１所示。其搭载的单反相机是松下??Ｃ－ＧＨ３数码相机，配备了?１６０５万像素数码Ｌｉｖｅ?ＭＯＳ传感器，能实现从阴影到??的流畅渐变，敏感度ＩＳＯ可达到１２８００?（可扩展至：ＩＳＯ?２５６００）以及降噪性越，对比自动对焦也有很高的精确性。??
２．２林区航拍图像获取??２．２．１航拍实验设备??本文所使用的成像设备为如图２－２所示的八旋翼航拍无人机，它能通过遥控在??空中航拍得到待拼接图像，具体技术参数如表２－１所示。其搭载的单反相机是松下??ＤＭＣ－ＧＨ３数码相机，配备了?１６０５万像素数码Ｌｉｖｅ?ＭＯＳ传感器，能实现从阴影到??高亮的流畅渐变，敏感度ＩＳＯ可达到１２８００?（可扩展至：ＩＳＯ?２５６００）以及降噪性也??很卓越，对比自动对焦也有很高的精确性。??齡＇?翁．．．ｉ?婦??图２－２八旋翼航拍无人机??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｅｉｇｈｔ－ｒｏｔｏｒｓ?ＵＡＶ??２．２．２航拍实验地点??本实验部分图像选取的林区监测区域是辽宁省建平县的多个油松林和沙棘林样??地，这些样地主要集中在建平县的朱碌科镇、义成功乡、张家营子镇等地，通过对??无人机航拍获取的多幅林区图像进行拼接实验，还原得到林区的真实全景图。此次??实地飞行实验的飞行时间为２０１７年８月１７日，航拍高度在５０ｍ左右，巡航速度约??为３０ｋｍ／ｈ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SIFT算法的无人机遥感图像拼接技术[J]. 王茜,宁纪锋,曹宇翔,韩文霆. 吉林大学学报(信息科学版). 2017(02)
[2]基于小波阈值函数与改进中值滤波融合的抑制图像混合噪声算法[J]. 马良慧,李东兴,张华强,杜钦君,常晓刚. 光学技术. 2017(01)
[3]图像局部特征自适应的快速SIFT图像拼接方法[J]. 陈月,赵岩,王世刚. 中国光学. 2016(04)
[4]改进的阈值加权平均HSV与小波变换图像融合[J]. 权亚楠,卜丽静,武文波. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]基于LM算法的相对测量相机非线性标定技术[J]. 田少雄,卢山,刘宗明,孙玥,刘付成,曹姝清. 上海航天. 2015(06)
[6]基于改进Harris-SURF的无人机图像快速拼接[J]. 潘梅,李磊民. 微型机与应用. 2014(15)
[7]准均匀三次B样条曲线的多分辨率光顺[J]. 杨艳,纪小刚,李庆忠,薛杰. 机械设计与研究. 2014(01)
[8]微型无人机林火监测系统的设计与实现[J]. 马瑞升,杨斌,张利辉,刘志平. 浙江农林大学学报. 2012(05)
[9]加窗灰度差直方图描述子及其对SURF算法的改进[J]. 廉蔺,李国辉,田昊,徐树奎,涂丹,王海涛. 电子与信息学报. 2011(05)
[10]遥感图像配准方法研究——综述[J]. 苏清贺,程红,孙文邦. 红外. 2010(10)
博士论文
[1]图像融合与修复处理关键技术研究[D]. 谌明.浙江大学 2017
[2]无人机遥感图像拼接关键技术研究[D]. 贾银江.东北农业大学 2016
[3]基于多传感器图像融合系统的配准技术研究[D]. 李英杰.南京理工大学 2016
[4]基于多视域广角相机视频图像拼接技术研究[D]. 张敏.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
硕士论文
[1]图像拼接技术研究及其应用[D]. 闫璠.湘潭大学 2016
[2]无人机航拍图像拼接算法的研究[D]. 孙文奇.辽宁大学 2016
[3]彩色图像拼接关键技术研究与实现[D]. 张晨希.北方工业大学 2015
[4]航拍图像拼接算法的研究与实现[D]. 徐忠洋.辽宁大学 2015
[5]无人机航拍图像拼接技术研究[D]. 张成涛.北京理工大学 2015
[6]基于改进图像配准算法的图像拼接实现[D]. 胡伊日格其.大连理工大学 2014
[7]无人机图像自动拼接问题研究[D]. 肖波.昆明理工大学 2013
[8]全景图像拼接关键技术研究[D]. 柳运波.电子科技大学 2013
[9]基于无人机植被图像的拼接研究[D]. 陈朝阳.成都理工大学 2013
[10]基于匹配的图像拼接关键技术研究与实现[D]. 徐止喜.电子科技大学 2013
本文编号：3286192
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