图像平滑在地面激光点云与影像融合中的应用

针对地面激光点云与影像数据的融合,提出一种利用激光点云反射强度值将点云三维数据化为二维图像信息,根据图像的情况从多种图像平滑的方法中利用图像客观质量评价选择出一种最优的图像平滑的方法将激光反射强度图像进行去噪,最后利用激光反射强度图像与影像的匹配得到同名点,从而实现激光点云数据与影像数据的配准达到数据的融合。     

基于特征的无人机航测影像非刚性配准方法

无人机航测影像配准是实景三维建模的关键步骤,其在变化检测、图像拼接融合及目标识别方面具有重要的作用。基于此,对已有的航测影像配准方法进行优化,将薄板样条配准模型运用到航测影像配准中,得出一种基于特征的非刚性配准方法。首先利用Canny算法对待配准航测影像进行边缘检测;然后在此基础上采用SURF算法完成特征点提取,基于距离测度完成特征匹配;其次,使用RANSAC算法由局部到整体剔除错误的匹配点对;最后基于精确地匹配点对,利用薄板样条函数构建配准模型,实现航测影像整体和局部上的精准变换。实验结果表明,文章改进的方法在进行无人机航测影像配准时能取得更好的配准精度。     

基于特征点的高分辨率卫星遥感影像自动配准方法

在高分辨率卫星遥感影像配准中,由于数据量的迅猛增长以及分辨率的提升,使配准精度逐渐下降,配置工作越堆越多。为此,文中设计一种基于特征点的高分辨率卫星遥感影像自动配准方法。对高分辨率卫星遥感影像数据实施云层二值化、灰度拉伸这两种预处理。云层二值化的处理主要通过OSTU算法实现,灰度拉伸处理使用的方法是直方图均衡。基于影像特征点,通过SURF算法实施高分辨率卫星遥感影像的特征点提取。通过提取的特征点在遥感影像上构建多个小面元区域,利用小面元微分纠正的方式对2幅影像实施精确配准。为实验配置硬件环境与软件环境,使用2种影像数据测试设计方法的配准性能。测试结果表明：所设计方法对于白天非雪天拍摄的图像与白天雪天拍摄的图像的配准精度都很高,二者差异较小;对于相同场景、不同传感器拍摄的影像以及不同场景、同一传感器拍摄的影像,设计方法的配准精度均较高。说明设计方法能够克服不同因素的影响,实现较为精准的自动配准。     

基于改进正态分布变换算法的点云配准

正态分布变换(NDT)算法是一种应用在同时定位和地图生成(SLAM)中的点云配准算法。针对地面激光扫描(TLS)数据的特点,改进了NDT算法,提出了一种基于SURF的NDT配准算法,使之能应用在TLS中。该算法首先建立点云和图像间的映射关系把点云影像化;利用加速稳健特征(SURF)算法提取图像的特征点并找出特征点对;根据映射关系找到相应的三维特征匹配点,求出变换矩阵,完成点云初始配准。在NDT算法中,设置初始矩阵为单位矩阵,对点云体素化并使用概率分布函数对点云精细配准。实验结果证明,该算法不但适用于地面激光数据的配准,且其配准精度高、运算时间少,尤其对于不同分辨率的点云有良好的配准效果。     

强化位置感知的光学与SAR图像一体化配准方法

图像配准是光学与SAR图像信息融合的基础。现有典型的配准方法大多依赖于特征点检测与匹配来实现,对不同场景区域的适用性较差,容易出现误匹配点多或有效同名点不足以致配准失效的情况。针对该问题,本文提出了一种强化位置感知的光学与SAR图像一体化配准方法,利用深度网络直接回归图像间的几何变换关系,在不依赖特征点检测与匹配的情况下,实现端到端的高精度配准。具体地,首先在骨干网络中利用融合坐标注意力的特征提取模块,捕获输入图像对中具有位置敏感性的细粒度特征;其次,融合骨干网络输出的多尺度特征,兼顾浅层特征的定位信息与高层特征的语义信息;最后提出联合位置偏差与图像相似性的损失函数优化配准结果。基于高分辨率光学与SAR图像配准公开数据集OS-Dataset的实验结果表明,与现有典型的OS-SIFT、RIFT2、DHN及DLKFM四种算法相比,所提方法对于城市、农田、河流、重复纹理及弱纹理等不同场景区域均具有良好的稳健性,在配准的目视效果以及定量的精度指标上均优于现有算法。其中平均角点误差小于3个像素的百分比与四种算法中精度最高的DLKFM相比提高了25%以上;配准速度与四种算法中最快的DHN基本相当,...     

基于结构特征的机载LiDAR数据与航空影像自动配准

针对现有机载LiDAR数据与航空影像配准方法对匹配特征具有较强的依赖性,易受数据等影响的问题,提出了一种基于结构特征的自动配准方法。该方法首先提取LiDAR距离图像与对应影像的结构特征,利用初始姿态参数将LiDAR结构特征投影至影像坐标系下,根据结构特征的几何约束条件获取初始匹配点集,完成粗匹配;接着利用粗匹配结果计算直接变换模型（DLT）参数,并以此为初值引入双点几何约束,采用循环迭代的匹配策略,不断剔除错误匹配,获得一组新的匹配点集,完成精匹配;最后根据精匹配结果,采用基于单位四元数的空间后方交会方法解算航空影像的姿态参数,实现机载LiDAR数据与航空影像的自动配准。实验证明,该方法受噪声影响小,能实现机载LiDAR数据与航空影像的自动配准。     

多源遥感影像高精度自动配准方法研究

针对遥感影像本身存在纹理差异,特征点提取不均匀的自动配准问题,提出了一种新的多源遥感影像高精度自动配准方法。首先,对Harris算子进行了改进,使其提取特征点覆盖范围更广;然后,对影像进行分块处理,对每块用文章改进的Harris算子进行特征点提取,并采用分块迭代剔除策略,保证了特征点在整幅影像中的均匀分布和非冗余分布;其次提出了金字塔-双向-最小二乘多匹配算法进行影像匹配,完成了最终同名点选取;最后利用小三角形面元TIN对影像进行了精确纠正。实验结果表明本文方法获取同名点均匀合理,能够更好地实现多源遥感影像的高精度配准,具有一定实际意义。     

基于激光雷达和特征地图的车辆智能定位研究

针对激光雷达采集行驶车辆的三维点云数据中包含过多畸变数据，影响车辆定位效果的问题，本文研究一种基于激光雷达和特征地图的车辆智能定位方法。激光雷达利用基于飞行时间的激光测距法，采集车辆及其行驶环境的三维激光点云数据，去除激光点云数据中的畸变数据。利用正态分布变换方法，优化删除畸变数据的点云集的正态分布概率值，配准三维激光点云数据。从完成配准后的三维激光点云数据中，提取柱状物体的圆形特征，构建车辆行驶的自然柱状特征地图。利用卡尔曼滤波算法，结合自然柱状特征地图信息，实现高精度的车辆智能定位。实验结果证明：该方法可以精准定位车辆目标，车辆智能定位精度较高，最高可达到97%,定位效率较好，最短可在5 s时间内完成定位，具有一定应用价值。     

双模态信息融合的飞行目标位姿估计方法

针对在飞行目标位姿估计中背景复杂、目标提取及位姿解算精度低、速度实时性差等问题,提出了一种激光与图像信息融合的飞行目标位姿估计方法。首先,建立彩色相机和激光雷达间的坐标变换模型实现两传感器像素级匹配,对同一时刻的图像和点云进行融合处理;其次,采用Vi Be算法与深度信息融合对图像中运动目标进行提取,并根据图像目标的位置框选出对应的点云;最后,利用PnP算法进行特征点粗配准,获取点云间初始旋转平移矩阵,并采用迭代最近点算法进行精配准,利用IK-D Tree加速临近点搜索,提高配准速度。使用仿真试验和半实物仿真试验对方法准确性和稳定性进行了验证,结果显示：二维图像目标检测算法正确率为97%,错误分类比为0.011 2%;位姿估计算法与传统迭代最近点算法相比精度提高了53.2%,单次耗时从261 ms降低至132 ms,效率提升约49.4%,与其他算法相比也具有一定优势。为飞行目标落点精准预测和制导控制提供解决思路。     

基于SIFT特征的多视点云数据配准和拼接算法

针对无特征标志点的大场景多视点云数据,提出了一种新的基于SIFT特征的配准和拼接算法。算法提出了有效纹理图像的概念,并对有效纹理图像进行SIFT特征提取和匹配;然后将提取的SIFT特征点和匹配关系反射到三维点云数据,获取多视点云数据的特征点和匹配关系,完成多视点云数据的拼接。算法在有效纹理图像中提取和匹配特征点,排除了点云数据中孔洞和无效数据的干扰,并且算法只利用较高鲁棒性的特征点对进行拼接,计算简单,匹配精度和效率都得到提高。对室内和室外两个大场景的2个视点数据进行实验,实验结果证明拼接速度和精度都有较大的提高。     

基于激光雷达及特征匹配的室内场景设计重建

针对当前采集到的场景出现缺损导致场景设计重建效率较低、准确性较差的问题,提出基于激光雷达扫描及关键点特征匹配的室内场景设计重建。通过Deleta 2B型激光雷达传感器直接采集室内场景图像,利用最小二乘拟合滤波算法曲线拟合室内场景图像的灰度值,根据图像特征向量匹配室内场景图像的关键点特征,通过德洛内三角化算法串联室内场景点云数据,构造三维网格模型,通过wallis滤波器提升重建辨识度,实现室内场景的重建。实验结果表明,该方法重建后的室内图像可辨识度较高,信噪比最高可达到498dB,室内场景图像覆盖率均在90以上,重建场景的结构相似度接近1,次卧室场景重建时间为592 h。     

基于改进光流场模型的脑部多模医学图像配准

 基于光流场模型的配准其常亮假设的光流场约束要求待配准的源图像和目标图像具有一致的灰度,因而只适用于单模态图像之间的配准,为此使用基于排序的精确直方图规定化对脑部MR-PD图像进行模态变换,完成与MR-T2图像之间的灰度映射.由于此配准方法主要用来寻找时间序列图像中的细小形变,当待配准的两图像差异较大时就不能取得满意的配准效果,为此使用能反映图像结构的标记点构造附加的外力对光流场模型加以改进,以获得更理想的配准参数.实验证明,本文方法能够实现具有较大差异的脑部MR多模序列图像之间的准确配准.     

基于传感器参数和改良CPD算法的红外与可见光图像点云配准

为实现前下视红外图像与可见光图像的有效配准,提出了一种基于传感器参数和改良CPD算法的红外与可见光图像自动配准算法.首先,利用传感器的姿态和高度信息,对前下视红外图像进行几何透视校正,消除图像间的旋转和比例缩放等差异;然后,对可见光图像和校正后的红外图像提取边缘特征点,基于相似变换模型,利用改良的CPD算法对其实现精配准.实测数据验证表明,该方法能实现对红外与可见光图像的良好配准,配准精度达到1个像素左右.     

基于特征的遥感图像自动配准算法

面向光学图像的多时相、多光谱、多传感器图像的自动配准,本文描述一个基于特征的高精度图像配准算法.它以点映射配准技术为基础,处理具有全局仿射几何失真的图像配准问题.首先,通过边缘检测和相应的后处理提取封闭边界;其次,根据边界链码相关和区域不变矩匹配策略建立边界的对应,并对对应重心即匹配点对进行一致性检测获得基元控制点;最后,估计初始变换参数,并通过显著点片的相关匹配来增加控制点个数,迭代修正变换参数以提高配准精度.多种遥感图像数据的配准实验和对比试验证实了的自动算法具有较高的可靠性和配准精度.     

基于扩散方程和相位一致的异源图像配准算法

针对同一场景下的红外与可见光图像特征点难以提取和匹配的问题,提出一种基于扩散方程和相位一致模型的红外与可见光图像的配准算法。首先提出了收敛速度更快的扩散方程,并用该方程对红外图像除噪;其次利用改进的相位一致模型提取红外与可见光图像的视觉相似性结构;在相似性结构上提取特征点,进行二进制描述;最后采用汉明距离实现特征点匹配。实验结果表明,该算法能够有效滤除红外与可见光图像的差异,减小计算开销的同时实现图像的自动配准。     

高精度机载可见光图像定位方法

针对现有技术不能解决机载可见光图像快速自动定位的问题,提出了一种定位精度高、处理速度快、可扩展性好的机载可见光图像定位方法.该方法以传感器共线成像模型为中心,将实时图像和传感器成像参数送入共线模型进行正射校正,校正后的图像与相应的基准图像进行图像配准,使用配准同名点信息更新传感器成像参数,最后再次通过共线模型获取实时图地理坐标定位信息.这种通过图像配准再计算成像模型的间接定位方法,不仅减少了计算量,而且使自动配准算法稳定,较传统的直接定位方法或图像配准方法有突出的优势.此外,该方法具有严格的误差传递计算公式,能计算定位结果的误差.仿真实验表明即使在大倾斜角条件下,该方法也能获得优于100 m的定位精度.     

面向狭窄场景的鲁棒多视角配准方法

多视角点云配准是逆向工程中的关键步骤之一,具有重要的研究意义和工程应用价值。而对于狭窄场景(如口腔或机械结构内部)获取的点云数据,多视角配准算法的精度直接影响重建精度的好坏。为了提升狭窄场景多视角点云配准的速度和鲁棒性,提出一种基于位姿图优化的增量式多视角点云配准方法。首先针对相邻视角的点云,结合迭代最近点法(ICP)和基于特征的配准方法,提出一种多策略融合的成对点云配准算法,用于求解相邻视角点云的配准结果;然后在增量式相邻视角点云配准的基础上,进一步提出一种基于距离约束的回环检测方法,并依据相邻视角点云的配准结果和回环检测的结果构建位姿图;最后采用实时优化策略对位姿图进行优化,消除累计误差,实现鲁棒的多视角配准。实验结果表明,提出的多策略融合配准算法和基于距离约束的回环检测方法是有效的。经典ICP算法和基于FPFH特征的配准算法在实验中存在失效的现象,而提出的多策略融合配准算法并无失效。基于距离筛选的回环检测方法较常规的回环检测方法效率提高。提出的多视角配准算法在配准牙齿模型数据时精度可达到0.0357 mm。为了验证算法的普适性,采用多个狭窄场景下连续采集的模型点云进行验证,结果表明:提出的算法取得了不错的效果,表明该方法是一种有效的狭窄场景多视角配准方法。     

基于工作流的遥感影像自动分块与配准方法

基于工作流技术提出了一种遥感影像与矢量地图的自动化分块与配准方法.首先扩展影像的元数据使之具有地理域信息,并根据目标影像的地理信息获取对应的矢量地图区块;然后基于数据内容的关注系数对影像和地图进行自动化分块,采用Harris算子进行特征提取后获得多组匹配点对;最后依据差值收敛准则对匹配点集进行筛选,并解算出全局变换函数,实现配准.以上过程的各关键节点由工作流管理模块进行统一调度,实现了矢量地图与影像的自动化配准流程.实验结果表明该方法可有效提高影像配准的自动化水平.     

基于激光与可见光同步数据的室外场景三维重建

本文根据TH-3DLCS-2001三维成像扫描仪可同步扫描激光与可见光数据的特点,提出了室外场景三维重建的系统方法.推导了激光与可见光采样点的配准关系,给出了每一激光采样点的RGB值;引入马氏距离,提出了基于反向投影的多机位三维数据快速配准算法,将多机位三维数据无缝拼合在同一坐标系内;依据Hough变换和模糊子集,划分室外三维数据场为房顶、墙面、窗户、地面、树木、其他物体等6类,并给出了网格剖分方法.实验证明本文所提出的方法有效地解决了室外场景三维重建的基本问题.     

基于改进CPD算法的SPECT-B超甲状腺图像配准

为了获得更多甲状腺肿瘤的诊断信息,文章提出了一种基于改进CPD算法的甲状腺肿瘤的SPECT图像和B超图像自动配准方法。首先,将参考图像(SPECT图像)和待配准图像(B超图像)分别通过阈值分割和图割的方法提取轮廓特征点;然后,用遗传算法和粒子群算法相结合的优化算法对CPD的权重参数进行自动寻优,利用改进的CPD算法对提取出的两组特征点进行匹配,得到两幅图像的空间变换参数;最后,将待配准图像按所求得的变换参数旋转、平移,从而获得配准后图像。实验结果表明,该方法能实现SPECT与B超甲状腺肿瘤图像的良好配准,具有参数少、精度高、鲁棒性好等特点。