无人机航拍图像的三维重建方法研究

在无人机为载体的基础上进行对目标场景的三维重建,就是结合无人机和计算机视觉技术,利用无人机操作灵活性,视角可控制性等优点.为实现更加完整的三维模型的重建,提出一种基于多图像拼接三维重建算法.基本思路是在无人机为载体的基础上,从不同方向获取目标物体的图像,通过自标定方法获取相机内参数,采用图像拼接融合技术对多幅图像分析、...     

基于SURF特征的无人机航拍图像拼接方法

设计了一种基于SURF特征的无人机航拍图像拼接方法。该方法首先对无人机航拍得到的图片进行预处理,利用几何校正和辐射校正方法对原始图像进行校正,为后续图像的拼接工作做准备;其次,根据无人机飞行高度、速度以及搭载相机参数信息,使用加速鲁棒性的SURF算法对预处理后的图像进行特征检测;再次,利用无人机飞行状态参数等信息对无人机航拍图像配准算法进行研究和改进,使后续图像拼接结果更加准确可靠;最后,采用一种改进的加权平均融合算法对图像进行拼接。此方法不但可以降低图像融合难度,而且可以消除在拼接过程出现的接缝,生成高清晰、平滑过渡的全景图像。     

基于SIFT特征点的无人机航拍苗圃图像拼接

针对航拍无法直接获取完整苗圃图像信息的问题,以无人机航拍苗圃图像为研究对象,利用尺度不变特征变换(SIFT)算法进行图像配准和加权平均法进行图像融合完成图像拼接,并针对SIFT算法出现误匹配的问题,利用随机抽样一致性(RANSAC)算法进行匹配点提纯。经过实验发现:本算法耗时78.97s,拼接结果与理想结果相似度可达99%。     

基于Faster R-CNN的无人机航拍图像小目标检测

为了解决复杂图像背景下无人机航拍图像小目标检测问题,提出了一种基于Faster R-CNN的多尺度小目标检测方法。以高压塔上的鸟巢为检测对象,首先通过改进卷积神经网络ResNet101对目标进行特征提取,然后采用多尺度滑动窗口方式在不同分辨率卷积特征图上获取目标初始建议区域,最后在选取的分辨率较高的卷积特征图上增加一个反卷积操作进一步对特征图的分辨率进行提升,并作为建议窗口的特征映射层传入目标检测子网络中。通过对无人机实际航拍图像中鸟巢的检测结果表明,所提出的算法可以实现对航拍图像中小目标的精确检测。     

全方位航拍无人机变形机架的创新设计与研究

鉴于常规多旋翼航拍无人机摄像机侧向拍摄时无法兼顾飞行方向上的障碍物而只能拍摄正前方、整机重量影响续航时间、收纳体积较大对运输和存储造成困难、单人操控复杂拍摄任务时难度大等问题,以航拍无人机承载平台的机架为主体设计重点,采用丝杆滑块机构和定长的4杆机构组合,使机架具有变形特性。通过PWM信号控制电路驱动直流减速电机驱动各个模块组件的相对位置和抬高拍摄时的动力输出平面,使整机重心低于动力输出平面且获得更佳的抗风和稳定性能,以提升其拍摄画面的效果;又创新性地将飞行控制与拍摄角度控制进行了独立设计,以提高飞行安全性的同时可实现360°全方位航拍,这将大大降低航拍的拍摄难度甚至复杂的拍摄任务。机架变形特性的研究有助于航拍无人机的承载平台设计。     

海洋无人机航拍特点和方法解析

最近几年,无人机技术迅猛发展,无人机航拍已成为视频创作者的新宠儿。无人机为受众带来的不仅是视角变化,也带来了崭新的运动视觉体验,大大拓展了视觉创作空间。随着无人机市场的成熟,曾经只在专业领域应用的航拍无人机价格已经非常亲民,目前,市场一两万甚至几千元的机型就可以完成相当质量的航拍工作。无人机智能化程度很高、操作简单、飞行灵活,使许多摄影爱好者和短视频玩家也投身其中。     

基于高职创新创业背景下无人机航拍课程体系建设探究

构建具有创新创业特色的无人机航拍课程体系,培养具有"双创"特色的无人机航拍人才,是高职教育培养应用型人才的重要目标,也是提高无人机专业学生就业率的有效途径。职业教育的双创化改革,要从课程体系优化、师资力量提升、实训条件充足、实践平台丰富等方面着手。     

基于彩色相机的运动燃煤颗粒温度测量研究

基于McKenna燃烧器的平面火焰携带流燃烧器系统的燃烧环境,采用彩色相机测温系统对运动中的燃煤颗粒进行拍摄。彩色相机测温系统经过黑体炉进行温度测量标定后,利用其r、g波段的响应,采用双色法对燃煤颗粒的温度进行测量。测温系统的标定采用基于BP神经网络训练的方法进行,通过对蜡烛燃烧火焰的拍摄,将得到的颗粒温度与热电偶数据进行对比,验证了测温系统的可靠性。实验研究了燃烧器出口不同距离处燃煤颗粒的温度信息,结果表明,燃煤颗粒温度随颗粒到喷嘴出口距离的变化整体呈先上升后下降趋势。该结果为研究煤粉燃烧过程及着火机理提供了参考。     

基于帧差法改进的无人机运动检测研究

在无人机群组飞行过程中,基于主动视觉的算法是目前用于编队与协同飞行测控的主要方法。研究了一种改进算法,先改进了帧间差分法使其能够更加准确地获得无人机的位置信息,然后在前者检测到的运动区域中使用水平集方法提取运动轮廓,从而提高对无人机运动检测的准确性,也为后续的目标识别做好了基础。仿真实验验证了该方法的可行性。     

基于ASODVS的全景相机运动估计及管网3D重构技术

针对地下管网的空间三维测量、三维形貌重构难等问题,提出了一种基于主动式全方位视觉传感器(ASODVS)的相机运动估计及管网3D重构解决方案。通过携带有ASODVS的管道机器人进入管道内部,实时获取管道内壁纹理全景图像和全景激光扫描图像;首先对全景激光扫描图像处理解析出投射在管道内壁上的激光中心点,通过计算得到管道横截面的点云数据;另一方面,对全景纹理图像进行处理,首先利用快速鲁棒性特征(SURF)算法快速提取特征点并进行匹配,然后采用随机抽样一致性(RANSAC)算法去除误匹配点,接着利用全景相机的极几何原理估计相机运动位姿,并利用光束法平差(BA)进行优化,最后利用相机运动位姿将相机坐标系下的点云坐标实时转换到世界坐标系下,完成对地下管网的三维重构。实验结果表明,所提出的方案能够精确估计相机运动位姿,实时对管道内部进行三维重构,实现了管道检测机器人边行走、边采集数据、边检测分析处理、边三维建模的设计目标。     

基于Faster R-CNN的无人机航拍图像小目标检测（英文）

为了解决复杂图像背景下无人机航拍图像小目标检测问题,提出了一种基于Faster R-CNN的多尺度小目标检测方法。以高压塔上的鸟巢为检测对象,首先通过改进卷积神经网络ResNet101对目标进行特征提取,然后采用多尺度滑动窗口方式在不同分辨率卷积特征图上获取目标初始建议区域,最后在选取的分辨率较高的卷积特征图上增加一个反卷积操作进一步对特征图的分辨率进行提升,并作为建议窗口的特征映射层传入目标检测子网络中。通过对无人机实际航拍图像中鸟巢的检测结果表明,所提出的算法可以实现对航拍图像中小目标的精确检测。     

基于无人机的电力故障巡检技术研究

针对电网线路长期暴露在外,天气变化和环境影响对输电线路造成不同程度损坏的问题,利用无人机对电力线路进行巡视。设计了一种电力巡视系统,借助四旋翼无人机搭载采集设备进行巡视。针对无人机采集的图像,利用加权平均法对不同的图像进行灰度化处理,采用滤波处理使图像效果更加清晰,并选择Sobel算子对图像实现边缘处理。实验结果表明：利用无人机进行电力巡视可以高效、省时、省力,安全完成巡视过程。     

基于无人机倾斜测量技术机场三维重建技术研究

机场作为重要的交通设施,其规划、设计和管理需要准确的数据支持,而传统的测量方法存在着效率低、成本高等问题。随着无人机技术的迅速发展,如何利用无人机进行机场三维重建已成为研究的焦点之一。因此,提出了一种基于无人机倾斜测量技术的机场三维重建技术。对倾斜测量技术进行了深入研究,并详细分析了机场三维重建的流程。利用无人机倾斜摄影测量设备进行航线规划和飞行控制,实现了对机场进行全方位摄影。通过图像处理和特征匹配算法,提取出机场影像的特征信息。利用三维重建算法,将特征点云数据转化为机场的三维模型,并进行质量控制和精度评定。最后,对机场三维重建技术的应用进行了探讨。结果表明,所提出的方法能够准确、快速地重建机场的三维模型,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于多相机同步控制的织物质量检测技术研究

为解决宽幅玻璃纤维多轴向织物的在线质量检测问题,搭建了多相机同步控制的织物质量在线检测平台。对比分析了软件触发和硬件触发两种控制模式下的相机控制策略,确定出了基于PCI的多相机同步控制方案。研究了多相机采集的多幅图像拼接问题,给出了图像拼接的原理和方法。并利用坐标变换方法实现了多幅图像的配准,最后用机器视觉软件HALCON进行了图像拼接实验,取得了较好的效果。     

基于ROS的机械臂结合RGBD相机避障运动规划

针对传统离线仿真机械臂在真实工作环境发生变化的情况下发生碰撞问题,提出了一种协作机器人结合RGBD相机使用PCL点云避障的新方法,并在ROS框架下进行了联合避障运动规划的研究。首先创建URDF和Xacro,并在其中添加RGBD相机;其次配置MoveIt和Gazebo联合控制系统,并添加功能插件,把Gazebo和MoveIt连接一起;然后在Gazebo中添加障碍物,RGBD相机插件把障碍物转化为PCL点云输出到RVIZ;最后使用RRTConnect算法在MoveIt的PCL环境中进行避障运动规划,规划结果输出到Gazebo环境。结果表明,该方法便捷有效,机械臂实现了在障碍物环境中自动避障,解决了离线仿真机械臂因环境变化而出现的碰撞问题,对工业机器人在ROS下的应用研究有着重要的科学意义。     

移动相机下基于三维背景估计的运动目标检测

室内环境中的运动目标检测是计算机视觉领域的研究热点,而移动相机造成的动态背景是运动目标检测的难点。本文提出一种基于同步定位与地图创建(ORB-SLAM)三维背景估计的运动目标检测算法,首先使用移动相机遍历整个室内环境,采用ORB-SLAM技术建立当前全局环境的三维背景特征点云模型;然后基于局部视频建立局部三维特征点云,根据定位信息将当前局部三维特征点云与环境三维背景特征点云进行嵌入,基于环境背景信息,采用三维均值漂移(3DMS)算法,对局部三维特征点云进行前景特征点提取;运用深度卷积神经网络,对提取的前景特征点所在候选区域进行运动目标确认。通过多个室内场景的实际实验进行验证,结果表明本文方法具有较高的运动目标检测准确率和召回率,提出的运动目标检测算法充分利用了三维背景信息,采用深度卷积神经网络进行确认,有效地改善了检测的准确性和鲁棒性。     

基于正交雷达的无人机导线自主跟踪技术研究

为 了 实 现 输 电 线 路 上 无 人 机 自 主 跟 踪 ,提 出 基 于 正 交 雷 达 作 为 无 人 机 测 距 传 感 器 ,对 无 人 机 导线 跟 踪 飞 行 建 立 测 距 模 型 并 计 算 无 人 机 跟 踪 姿 态 中 离 线 距 离 ,以 此 利 用ＰＩＤ控 制 算 法 来 对 无 人 机 在 导 线 上空 实 现 导 线 跟 踪 ,并 且 根 据 塔 头 模 型 的 扫 描 点 云 特 性 识 别 塔 头 后 实 现 转 角 塔 的 自 动 跨 塔 巡 检 ,从 而 实 现 无人 机 全 自 动 巡 检 。 在 实 验 中 ,将 无 人 机 跟 踪 中 无 人 机 水 平 方 向 速 度 的 变 化 作 为 跟 踪 稳 定 性 指 标 ,并 将 塔 头识 别 准 确 率 作 为 跨 塔 算 法 的 指 标 。 结 果 表 明 ,在 实 际 场 景 的 飞 行 中 水 平 速 度 的 变 化 不 剧 烈 且 平 滑 ,塔 头 识别 率 为 ９６ ％ ,验 证 了 算 法 的 可 行 性 和 有 效 性 。     

基于AVR单片机的航拍控制系统设计

介绍了一种基于AVR单片机的航拍控制系统,应用ATmega16单片机作为航拍控制系统控制核心,控制电动机转动和相机拍摄;应用WY211S-JQR平面数字罗盘,实现飞机旋偏角度的检测,按键实现手动调节旋转和手动调节时间,通过按钮改变相机的Z轴旋转和拍摄时间的设置,Z轴可以根据飞机旋偏的情况转动调节,且性能良好;通过L298和数字罗盘,构成闭环控制。该系统控制精度高,抗干扰能力强,可靠性好。     

基于zigbee技术的无人机编队通信系统

针对无人机编队的网络通信要求,分析了无人机编队通信的拓扑结构,提出采用Zigbee技术进行无人机编队通信系统设计。给出了利用TI公司的CC2430单片无线收发一体芯片实现无人机编队组网通信系统的软硬件设计方案。