无人机遥感影像自动无缝拼接技术研究

为了实现百幅无人机影像自动无缝拼接技术,以黄淮海平原的3个典型区为实验对象,基于航拍影像质量评价,运用特征的控制点配准算法和图像灰度融合的对比度调制法,开展上百幅多航带影像快速拼接实验。结果表明,航片质量最好的是洪泽湖地区,航带和影像扭曲度不高,其次是白洋淀地区,而黄河口地区的航高差值、航带弯曲度和最大旋转度相比较高,说明航带扭曲度高,航片偏移中心线的程度较大。以江苏省洪泽湖区QuickBird影像和实地监测点与航片做精度验证高达81.26%,说明此技术是可靠和可行的,对无人机航拍影像拼接工作具有一定的实用价值和科学参考依据。     

基于SURF的序列图像快速拼接方法

针对车载摄像平台的序列图像拼接问题,提出一种基于SURF的序列图像快速拼接方法.首先,对经预处理后的序列图像提取SURF特征点,采用最近邻法匹配特征点;其次,利用RANSAC算法估计相邻帧的变换关系;再采用改进的全局配准策略,完成图像配准;最后,采用一种最大值融合法,去除了拼接缝和光照明暗变化的影响,实现序列图像的无缝拼接.实验结果表明该方法适用于车载摄像平台序列图像的快速、无缝拼接,具有较强的鲁棒性,有一定的实用价值.     

基于ASIFT算法的低重叠度无人机影像拼接方法

在无人机平台上采用低重叠方式成像能够大大提高数据获取效率,可满足包括应急救援和航空侦察等时效性要求很高的特殊领域应用需求。然而,此类影像具有重叠度低和旋转角大的特点,利用常规正射影像镶嵌的方法进行拼接往往带来较大的拼接误差。提出了基于ASIFT算法的低重叠图像配准方法,并对序列影像做光束法平差处理,得到最优变换矩阵后,结合多分辨率样条融合算法进行全景影像输出。实验结果表明:该方法可以获取足够数量稳定的匹配点对,较好地约束了序列影像之间的几何关系,得到的拼接影像无缝清晰,适应于低重叠度无人机影像的快速拼接。     

基于控制点配准算法的无人机遥感影像自动无缝拼接技术

传统无人机遥感影像自动无缝拼接技术无法精准匹配影像信息,导致无人机遥感影像拼接结果出现大量缝隙,拼接效果差。因此提出了基于控制点配准算法的无人机遥感影像自动无缝拼接技术。遵循无人机影像成像原理,获取无人机遥感影像,并将数据以图像格式文件形式存储。设置阈值,剔除最邻近域和次邻域比值大于阈值的控制点,对影像坐标平移和缩放数据标准化处理,彻底消除坐标变换对图像配准影响。构建相似变换矩阵,获取新的控制点集,使用直接线性变换算法预估变换矩阵,得到线性解。经过粗、细配准,确定不同图像重叠区域。搜索最佳拼接线,使用加权平均融合法消除拼接缝,由此设计拼接流程。由实验结果可知,该技术能够精准匹配影像信息,检测到影像最大分辨率为1000*800,具有良好拼接效果。     

一种改进的无人机影像拼接方法

SIFT算子在无人机影像拼接中有着广泛的应用,针对传统的基于SIFT的影像拼接处理速度慢的问题,通过分析原始影像与缩小影像之间单应矩阵的关系,提出了一种改进拼接速度的方法。分析了SIFT特征检测时各种参数的作用,设计了一种选择拼接参数的机制。实验结果表明,该方法可以根据影像数据的特点及应用需求设计出合适的拼接参数,有效地提高拼接速度,保证较好的拼接效果。     

无人机图像拼接算法综述

无人机图像拼接是一个日益受到关注的研究领域,已经成为了照相绘图学、计算机图形学等研究的热点。首先给出了无人机图像拼接的一般步骤,重点归纳了三种特色鲜明的配准算法,然后简单阐述了图像融合的步骤和算法,最后通过归纳分析选定了适合无人机图像拼接的算法,并且展望了该领域的前景。     

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。     

基于抖动的导航路径图像无缝拼接方法仿真

由于传统导航路径图像拼接法受尺寸大小、视觉角度以及光照变换等外界因素的影响,导致抖动图像匹配效果差,无法得到有效图像。因此,提出并设计一种基于抖动的导航路径图像无缝拼接方法。首先使用傅里叶变换方式对初始图像做变换处理,得到经过粗糙拼接的抖动结果,获取导航路径抖动后图像,再采用仿射映射与矩阵分解法对抖动图像做配准处理,修正该图像畸变,并得出两幅图像变换关系,然后使用ASIFT方式对其做特征点匹配计算,同时依据RANSAC原理去除匹配错误点,最后通过加权平滑方式对两幅抖动图像拼接线处理,实现抖动导航路径无缝拼接图像。通过仿真证明,所提方法计算简便、图像清晰、拼接效果具有较高实效性等优点。     

车载无人机的多路影像采集与拼接

为提高无人机(UAV)采集全景影像的效率,采用基于ARM内核的高性能影像编解码处理器,以Linux为操作系统,搭载多路影像传感器,构建了一种适合无人机平台的多路影像同步采集的嵌入式系统.设计了软件多线程同步采集模式及基于Qt与OpenCV视觉库的多影像拼接界面,实现了全景影像的多角度实时同步获取及多路影像的拼接.系统软硬件联调与实验结果表明:该系统能成功完成多路影像数据的同步采集拼接处理,操作方便,达到了预期的要求和效果.     

基于仿真的无人机遥感图像拼接误差分析

针对多幅无人机遥感图像连续拼接时,累积误差逐渐增大导致拼接的图像严重扭曲变形的问题,提出了一种基于前方交会的投影误差修正算法。该算法根据前方交会原理,解算出同名点对所对应3D点的空间坐标;然后,将所有3D点正射投影到同一物平面上,并将正射点重投影到像平面上,获取校正后的同名点对;最后,利用M估计抽样一致性(MSAC)算法估计单应性矩阵,并进行图像拼接演示。仿真实验结果表明,所提算法能有效地消除投影误差,进而达到抑制无人机遥感图像拼接误差的目的。     

无人机协同控制研究综述

无人机(UAV)协同控制是指一组UAV以机间通信为基础、群体智能为核心,合作分工完成某一共同任务的控制方式.UAV集群是拥有一定自主能力的大量UAV基于局部规则执行各项任务的多智能体系统,与单架UAV相比,UAV集群有着高效率、高灵活性和高可靠性等优点.针对近几年UAV协同控制技术的最新发展动态,首先,从民用和军事两个...     

低小慢无人机降落野外场景识别方法

针对低小慢无人机野外飞行场景复杂自主降落场景识别问题,提出了一种融合局部金字塔特征和卷积神经网络学习特征的野外场景识别算法。首先,将场景分为4×4和8×8块的小场景,使用方向梯度直方图（HOG）算法提取所有块的场景特征,所有特征首尾连接得到具有空间金字塔特性的特征向量。其次,设计一个针对场景分类的深度卷积神经网络,采用调优训练方法得到卷积神经网络模型,并提取深度网络学习特征。最后,连接两个特征得到最终场景特征,并使用支持向量机（SVM）分类器进行分类。所提算法在Sports-8、Scene-15、Indoor-67以及自建数据集上较传统手工特征方法的识别准确率提高了4个百分点以上。实验结果表明,所提算法能有效提升降落场景识别准确率。     

固定翼无人机在线航迹规划方法

在不确定环境下,针对固定翼无人机（UAV）航迹规划问题,提出了一种基于滚动时域控制的模糊粒子群优化算法与改进人工势场法相结合的在线航迹规划方法。首先,对凸多边形障碍物进行最小外接圆拟合;然后,根据静态威胁,将规划问题转化为一系列时域窗口内的在线子问题,利用模糊粒子群算法实时优化求解以实现静态避障;当环境中存在动态威胁时,使用改进人工势场法对航迹进行调整完成动态避障。为了满足固定翼无人机的动态约束,同时提出固定翼UAV的碰撞检测法,可提前判断障碍物是否为真正威胁源,以此减少转弯频率和幅度,降低飞行代价。仿真实验结果表明,所提方法在固定翼UAV航迹规划中能有效提升规划速度、稳定性与实时避障能力,且克服了传统人工势场容易陷入局部最优的缺点。     

无人机载荷航拍控制系统设计

针对无人机(UAV)遥感航拍过程中相机载荷参数自动化控制与飞行航迹实时跟踪的问题,提出一种能自动完成相机载荷控制与航拍控制的设计方案.首先,系统根据实验要求实时获取所在地理位置信息及环境预判信息,再根据相机控制参数表进行参数编码;然后,通过通信口发送自定义协议指令集给硬件控制电路,完成相机载荷参数设置并进行拍摄,同时航迹规划软件实时记录飞行轨迹地理坐标信息.系统设计使硬件控制平台和软件数据处理相结合,实现软硬协同控制.经无人机飞行验证,与单一参数航拍控制模式相比,该系统能根据不同的拍摄环境和拍摄场景进行相机参数的自动化控制与飞行轨迹实施跟踪.     

基于MAVLink协议的无人机系统安全通信方案

MAVLink是一种应用于无人机（UAV）与地面站（GCS）之间的轻量级通信协议,它定义了一组包括UAV状态和GCS控制命令的UAV与GCS交互的双向消息。针对MAVLink协议缺乏足够的安全机制,存在可能导致严重威胁和隐患的安全漏洞的问题,提出了一种基于MAVLink协议的UAV系统安全通信方案。首先,UAV持续交替广播连接请求。然后,GCS向UAV发送公钥,双方利用DH算法进行密钥协商计算出共享密钥,并使用AES算法对MAVLink消息包进行加密通信,完成身份认证;若UAV在规定时间内未收到GCS发送的公钥或对MAVLink消息包解密错误则主动断开连接,更新公钥后重新广播连接请求。另外,针对UAV系统存在被恶意篡改的安全问题,在启动引导时对UAV系统固件进行了自校验。最后,基于形式化验证工具UPPAAL证明了所提方案具有活性、可连接性以及连接唯一性,并对UAV PX4 1.6.0与GCSQgroundControl3.5.0的通信过程进行抓包测试。结果表明,所提的UAV系统安全通信方案能够防止在UAV与GCS通信过程中存在的恶意窃听、篡改消息、中间人攻击等恶意攻击,并且对UAV性能影响较小,较好地解决了MAVLink协议存在的安全漏洞。     

基于MapX的无人机生存力分析系统

生存力是无人机设计和使用中最优先考虑的技术指标之一,针对现代战场仿真对态势实时显示及分析结果直观表现的要求,应用MapX组件技术研制了无人机生存力分析系统。首先,简要介绍了MapX的主要框架和特点,讨论了无人机生存力分析系统的功能、组成,并给出了系统的模块划分和程序流程;然后,详细分析了在VC++环境中结合MapX技术实现战区地图显示、漫游、缩放以及作战想定、生存力数据显示处理的功能;最后,给出了生存力分析仿真算例。仿真实验表明,该系统能真实、直观、动态地表现无人机所处的战场地理环境,便于生存力影响因素的分析。     

无人机巡检系统中高频效的混合波束赋形方法

随着智能电网的发展,无人机巡检输电线路应用越来越广泛.为了有效实施输电线路故障定位和类型判断,要求无人机回传视频图像的分辨率越高越好.在带宽有限的条件下,需要尽可能提高无人机回传通信链路的频谱效率,以满足高分辨率视频图像对传输速率的需求.提出基于Mesh网络的视频图像回传通信方法.通过在杆塔上部署无线接入节点并构建Me...