学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高精度、高可靠的无人机影像全自动相对定向及模型连接研究

作　者: 王琳
导　师: 张力
学　校: 中国测绘科学研究院
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 无人机影像匹配 SIFT 粗差剔除自动相对定向模型连接
分类号: V243.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 347次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,作为卫星遥感和常规航空遥感的有效补充,无人机遥感系统已被广泛应用在地质环境与灾害调查、土地利用动态监测、地形图更新等领域。在5.12汶川特大地震灾害、玉树地震、舟曲县特大山洪泥石流灾害、盈江地震的救灾过程中,无人机系统凭借其多项优势第一时间获取了灾区的高分辨率影像。然而,无人机影像存在像幅较小、像片数量多、影像的倾角过大且倾斜方向没有规律、航向重叠度和旁向重叠度不规则等问题,这些问题给影像的匹配和空中三角测量等内业处理都带来一些困难。为解决无人机影像数据处理所存在的问题,论文主要在以下方面展开研究:1.根据无人飞行器遥感影像的畸变模型,研究如何对原始的遥感影像进行畸变差纠正;介绍现有的空中三角测量流程,分析无人机影像数据POS(Position and Orientation System)特点,提出适合于无人机影像的空三过程。2.介绍摄影测量中常用的灰度匹配及最小二乘匹配,深入研究SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法的原理及过程,并将其引入到无人机遥感影像的自动匹配中,提高匹配的成功率。3.分析以往摄影测量软件处理无人机影像自动相对定向失败的原因,探讨如何稳健剔除粗差和保证点位均匀分布的方法,提出一套适合于无人机影像的自动相对定向策略。4.针对无人机影像出现的模型连接点的点位分布不均匀及模型连接失败问题,论文分析原因并提出放宽模型连接比的中误差,深入研究如何剔除错误的模型连接点,保证点位的分布均匀性。目前,本研究中的无人机遥感影像的畸变差纠正、自动相对定向、模型连接已被应用在高分辨率遥感影像一体化测图系统——PixelGrid软件中,作为其中的无人机(UAV)影像处理模块中空三加密的一部分,在生产单位得到推广和使用,具有很强的实用性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
    1.2.1 无人机的国内外研究现状  10-11
    1.2.2 影像匹配的一般方法与分析  11-12
  1.3 主要研究内容  12-13
  1.4 论文结构  13-14
第二章无人机影像的畸变纠正及空三流程综述  14-21
  2.1 无人机遥感影像畸变差纠正  14-16
    2.1.1 数码相机的误差来源  14
    2.1.2 影像纠正  14-16
  2.2 无人机遥感影像空三流程  16-21
    2.2.1 经典自动空中三角测量  17
    2.2.2 POS 辅助空中三角测量  17-18
    2.2.3 无人机遥感影像的自动空三过程  18-21
第三章遥感影像的一般匹配方法  21-36
  3.1 灰度相关匹配  21-22
  3.2 最小二乘匹配  22-23
  3.3 SIFT 匹配  23-36
    3.3.1 SIFT 算法的实现原理及过程  24-29
    3.3.2 SIFT 特征的性质及存在的问题  29-30
    3.3.3 SIFT 匹配试验结果及分析  30-36
第四章无人机影像的自动相对定向研究  36-55
  4.1 相对定向及其解法  36-41
    4.1.1 连续相对定向公式  36-39
    4.1.2 相对定向元素的解算  39-41
  4.2 自动相对定向失败的原因  41
  4.3 本文的改进方法  41-50
    4.3.1 基于RANSAC 的相对定向误匹配剔除  42-45
    4.3.2 F(?)rstner 算子  45-47
    4.3.3 带核线约束的近似一维影像匹配  47-50
  4.4 实验结果及分析  50-55
第五章无人机影像的模型连接研究  55-72
  5.1 模型连接  55-57
  5.2 无人机数据模型连接存在的问题  57
  5.3 本文的改进方法  57-63
    5.3.1 模型连接点的初始获得  58
    5.3.2 直方图统计法去除错误匹配  58-60
    5.3.3 模型连接比定义去除误匹配  60-62
    5.3.4 几何相似关系法去除误匹配  62-63
  5.4 实验结果及分析  63-72
第六章总结与展望  72-74
  6.1 总结  72-73
  6.2 展望  73-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的项目  78-79
致谢  79

高精度、高可靠的无人机影像全自动相对定向及模型连接研究

内容摘要

全文目录

相似论文