无人驾驶飞机精确定位方法研究

GPS技术已广泛应用于无人驾驶飞机的空间定位和导航,但在战时、困难地区的应用会受到限制。文章提出了一种利用多点约束的影像匹配技术实现无人机精确定位的方法,该方法基于多点约束的思想提高了影像匹配的可靠性,同时利用匹配获取的多个同名点解决了由于无人机空中姿态变化引起的单点无法精确定位问题。该方法首先对无人机获取的实时影像和基准影像进行小波变换处理,以便从实时影像上获得足够的明显特征点,然后利用影像匹配和匹配点之间的位置约束关系获取基准影像上的同名点位,使用这些同名点,可以得到精确的无人机空间位置。     

含噪无人机图像拼接方法

为解决传统图像拼接方法对含噪无人机(UAV)图像的拼接存在严重图像畸变的问题,提出一种基于欧拉弹性模型与加速稳健特征(SURF)算法的含噪无人机图像拼接方法.将欧拉弹性能量模型应用在无人机图像拼接的去噪预处理环节,通过SURF算法进行特征点的提取、描述与匹配,通过随机抽样一致性(RANSAC)算法进一步去除错误的特征匹配点,运用加权平均融合算法实现对含噪无人机图像的无缝拼接.实验结果表明,相比传统拼接算法,该方法能有效实现对含噪无人机图像的拼接,消除拼接图像的畸变现象,显著改善拼接图像质量.     

基于无人机POS信息的拼接方法

针对无人机航拍图像的特点,提出了一种基于无人机POS（Position and Orientation System）信息的拼接方法.首先根据POS参数计算出影像的四角点地理坐标,同时提取到相邻影像重叠区域的SURF特征,根据特征点的位置关系修正后面影像的地理坐标,然后按照影像地理坐标进行拼接,最后利用渐入渐出自适应权重策略对图像进行融合,得到了一副视觉效果良好的全景图像.     

基于改进AKAZE特征的无人机影像拼接算法研究

针对目前无人机影像拼接时间效率较低,效果较差的问题,提出一种改进的AKAZE特征的无人机影像拼接算法。算法在影像匹配阶段利用BRISK描述符来代替M LDB描述符;采用特征点尺度信息和均方根误差作为约束条件剔除错误匹配;另外,将并行运算的思想应用于特征点提取和特征描述符的计算中来提升算法的时间效率。在影像融合阶段,利用RANSAC算法与LM算法相结合进行单应矩阵计算,以提高其计算精度,并采用多频段融合算法实现影像拼接。实验表明：通过改进算法在有效提升时间效率的同时,可以获得较高准确率和较高精度的匹配结果,实现无人机影像的快速无缝拼接。     

基于特征点和最优路径的无人机影像拼接方法

利用SIFT算法对无人机影像进行匹配,采用距离阈值的方法剔除匹配后距离较近的特征点。为了降低误差累积对影像拼接效果的影响,提出了最佳基准影像的选择方法,同时将Dijkstra算法引入到拼接路径的搜索中,利用影像间的投影转换误差构建搜索权阵。结果表明:最优路径的拼接方法能有效避免投影误差较大的影像对后续拼接影像的影响,减少了影像投影转换次数,改善了影像的拼接效果。     

改进SURF算法的图像拼接算法研究

针对目前图像拼接算法存在对于图像配准过程中对应特征点对难以准确匹配的问题,提出了一个通过改进的SURF算法提取图像特征点,然后对得到的特征点进行描述,利用快速RANSAC算法配准图像,最后采用像素加权的方法进行图像融合。实验结果表明,提出的改进SURF方法有效地提高了特征点提取的准确性,去除了错误的匹配点对,将整个拼接过程的效率从之前的13.03对/秒提升到15.20对/秒。     

大旋角无人机影像全自动拼接方法研究

低空无人机抗风能力弱、稳定性差,影像旋偏角大且存在突变,无法按照常规正射影像镶嵌方法获得全区域拼接影像。为此,提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配与多分辨率样条融合的低空无人机影像全自动拼接方法。对非量测影像进行畸变校正,利用查找表设计多幅影像快速畸变校正算法。采用SIFT特征的单应约束影像匹配算法,计算相邻影像的最优变换矩阵。给出最优变换矩阵的多分辨率样条融合影像拼接算法。实验结果表明,该方法能够获得大量稳定的匹配点对,影像间几何变换关系稳定,得到的拼接影像无缝清晰,适用于大旋角、低稳定性的低空无人机影像非摄影测量快速拼接。     

一种基于SURF特征的图像拼接方法

为了提高图像拼接方法的性能和适用性,提出一种基于改进尺度不变特征SURF的图像拼接方法。该方法在提取SURF特征的基础上,利用最近邻算法建立特征点对之间的初始匹配。采用具有鲁棒性的RANSAC算法去除错匹配,获得图像之间的变换关系矩阵,最后采用加权的渐进渐出融合算法消除拼接接缝。实验结果表明,本文方法在满足精度要求的同时,提高了处理速度。     

基于改进SIFT算法的山谷地形影像匹配

针对山谷地形的低空影像中地貌单一且特征不易提取的问题,本文对SIFT算法改进,融合Harris特征提取算法优势,得到一种可用于山谷地形下低空无人机影像特征提取与匹配的算法。算法首先利用Harris算法和SIFT算法分别提取特征点,对两种算法提取的特征点进行合并,然后运用SIFT算法对合并后的特征点进行描述,再利用特征点特征向量的欧氏距离进行粗匹配,最后利用RANSAC算法进行精匹配来提高匹配精度。为了验证该算法的有效性,选用一组山地影像数据进行实验并与SIFT算法进行比较,结果表明:算法有效地提升了山谷地形影像上特征点匹配精度。     

利用影像匹配和摄影测量实现无人机精确导航

GPS技术已广泛应用于无人机的空间定位和导航,但在战时、困难地区的应用会受到限制.本文提出了一种利用影像匹配和摄影测量原理实现无人机精确定位和导航的方法,首先对无人机获取的实时影像和基准影像进行小波变换处理,以获得足够的初选同名点位,然后利用最小二乘影像匹配获取精确的同名点坐标,使用这些同名点,经摄影测量处理得到了精确的无人机空间位置.     

一种抗视角变换的SURF匹配算法

针对传统的SURF匹配算法在图像搜索、物体识别中对视角变化大的图像特征点无法匹配的缺陷,提出了一种改进的SURF图像匹配算法。该算法利用模拟图序列的概念,即由原始图像模拟各种可能的视角变换生成的一组图像序列,对图像序列中的每幅图像进行SURF特征点提取;剔除冗余特征点后将模拟图序列中的特征点映射到原始图像中,这一过程增加了原始图像的特征点数量,特征点描述向量改用原始图像和多个模拟图的SURF特征描述向量共同表示;最后采用欧氏距离准则,最终得到两幅图像的正确匹配对。实验结果表明,本算法增加了特征点匹配对数,改善了视角变换过大(大于60°)使得图像无法匹配的情况。     

肌骨超声图像特征检测及拼接

目的 肌骨超声宽景图像易出现解剖结构错位、断裂等现象,其成像算法中的特征检测影响宽景图像的质量,也是超声图像配准、分析等算法的关键步骤,但目前仍未有相关研究明确指出适合提取肌骨超声图像特征点的算法。本文利用结合SIFT （scale invariant feature transform）描述子的FAST（features from accelerated segment test）算法以及SIFT、SURF（speeded-up robust features）、ORB（oriented FAST and rotated binary robust independent elementary features（BRIEF））算法对肌骨超声图像序列进行图像拼接,并对各算法的性能进行比较评估,为肌骨超声图像配准、宽景成像提供可参考的特征检测解决方案。方法 采集5组正常股四头肌的超声图像序列,每组再采样10幅图像。利用经典的图像拼接算法进行肌骨图像的特征检测以及图像拼接。分别利用上述4种算法提取肌骨超声图像的特征点;对特征点进行特征匹配,估算出图像间的形变矩阵;对所有待拼接的图像进行坐标变换以及融合处理,得到拼接全景图,并在特征检测性能、特征匹配性能、图像配准性能以及拼接效果等方面对4种算法进行评估比较。结果 实验结果表明,与SIFT、SURF、ORB算法相比,FAST-SIFT算法所提取的特征点分布更均匀,可以检测到大部分肌纤维的端点,且特征点检测时间最短,约4 ms,其平均匹配对数最多,是其他特征检测算法的25倍,其互信息和归一化互相关系数均值分别为1.016和0.748,均高于其他3种特征检测算法,表明其图像配准精度更高。且FAST-SIFT算法的图像拼接效果更好,没有明显的解剖结构错位、断裂、拼接不连贯等现象。结论 与SIFT、SURF、ORB算法相比,FAST-SIFT算法是更适合提取肌骨超声图像特征点的特征检测算法,在图像配准精度等方面都具有一定的优势。     

基于投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准

针对传统三维模型配准方法存在对点云初始位置有一定要求、模型配准的精度有 时不高等问题,提出了一种基于三维模型投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准方法。首先 通过扫描三维模型数据确定投影图像的范围,判断每个投影图像像素所隶属的模型网格,并求 解从投影图像到纹理图像的映射关系,从而获取二维投影图像;然后对这两幅投影图像分别进 行 SURF 特征点的选取与特征值的计算,并按 SURF 特征值进行特征匹配,再根据投影图像像 素点与三维网格端点的映射关系计算三维特征点对;最后通过匹配的特征点对求取模型变换矩 阵完成三维模型的配准。实验结果表明,该方法在配准时间变化不大的前提下,有效提高了配 准精度,并具有较好的鲁棒性。     

基于CenSurE-star和LDB的被测目标图像匹配算法

针对传统点特征匹配方法计算量大、匹配速度慢的问题,给出了一种基于CenSurE-star和LDB的图像匹配算法,以用于在视觉检测中对被测目标图像进行快速匹配;该算法首先通过调整滤波器尺寸从而快速检测被测目标图像中不同尺度的CenSurE-star特征点,然后采用LDB方法对特征点结合其邻域进行描述,以描述符汉明距离为标准衡量图像特征点间的相似度并进行对应筛选,最终结合RANSAC剔除剩余的误匹配点对,实现了图像间准确匹配;实验研究表明,在关于光照、噪声和模糊变化的三组被测目标图像匹配中相较SIFT、SURF等常见算法,该算法不仅显著提升匹配速度,而且保证了较高的匹配准确率。     

基于改进网格划分统计的特征点快速匹配方法

针对图像特征点匹配算法大多存在数据量大和计算耗时长等问题,提出一种改进网格划分统计的特征点快速匹配算法。首先将图像的长宽比作为约束项,把图像划分成多个非重叠的方形状网格,并统计网格内的粗匹配特征点数量,然后利用改进的五宫格统计方法剔除错误匹配,即将特征点所在网格的相邻对称的四个网格作为邻域范围,把五宫格特征分数与新提出的阈值公式计算的值进行比较,最终得到精匹配特征点集;在OxFord数据集和实际拍摄的无人机遥感图像上,将本文算法与多种算法进行比较,实验结果表明,该方法在保证精确率和召回率接近当前最新的特征点快速匹配算法的情况下,运行速度相对提高了35.6 %,证明了特征点匹配的实时性和有效性。     

基于微观图像的图像拼接算法研究

针对传统图像拼接算法不适用于局部特征点多的微观图像实时拼接问题,结合Harris角点、SURF算法和K-Means算法提出了一种改进的算法。具体的算法流程如下：通过Harris角点提取微观图像中的特征点,并在形成SURF描述子后利用最近近邻算法对这些特征点进行粗配准。通过K-Means算法对初次配准的特征点进行聚类分簇获取聚类中心,并提取有效聚类区域的特征点。对有效的特征点进行精确配准,并校验配准后特征点的斜率一致性和距离一致性,从而实现精确的特征点匹配。实验结果证明,该算法克服了特征点多造成图像拼接时间长和拼接误差大的问题,具有较强的鲁棒性和稳定性,可应用于微观图像实时拼接领域。     

基于SURF算法和SC-RANSAC算法的图像配准

提出了一种融合SURF算法和SC-RANSAC算法的图像配准方法。首先利用SURF算法提取待匹配图像的特征, 然后用最近邻方法找出匹配点, 最后运用SC-RANSAC算法剔除错误的匹配点, 实现图像的正确配准。实验结果表明, 该方法在保持较高的特征点正确匹配率的前提下, 配准速度高于SURF和RANSAC相结合的方法和SIFT和RANSAC相结合的方法。     

基于无人机航拍图像的关键目标点间距测量研究

为了解决以往测距方法受到噪声影响而导致测量结果精准度低的问题,提出了基于无人机航拍图像的关键目标点间距测量研究。依据无人机航拍图像上下行链路测距原理,设计测量方案实现流程。利用三轴机光电经纬仪获取关键目标点方位角和高低角,采用灰度信息匹配方法匹配图像,标记参考点。根据参考点生成特征描述子,通过局部自相关函数曲率对多维特征描述子进行分类,并对像素点进行检测,以此提取特征点,通过无人机上下行链路获取的图像信息进行间距测量计算。经过图像坐标变换、重采样、图像增强、图像平滑步骤完成误差修正,实现去燥目的。在地空链路有线测试平台上进行数值分析,由结果可知,基于无人机航拍图像测距结果更为精准,有效提高了在复杂地理环境下方法测量精度。     

结合SURF特征和RANSAC算法的图像配准方法

提出了一种基于SURF特征和RANSAC算法的图像配准方法。首先通过SURF算法对图像进行特征点检测,将欧式距离作为相似性测度进行特征点粗匹配,并通过RANSAC算法剔除误匹配点对;然后利用正确的匹配点对求解仿射变换模型从而实现图像的精确配准。实验结果表明了该方法的精确性和有效性。