基于位姿数据的无人机影像快速拼接

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1、学号：21020123014论文密级：公开中图分类号：TP751学科分类号：420.20学校代码：90005硕士学位论文基于位姿数据的无人机影像快速拼接论文作者：赵亚鹏指导教师：朱述龙教授申请学位：工学硕士学科名称：摄影测量与遥感研究方向：军事航天遥感工程论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年月日解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院二○一五年四月万方数据ADissertationSubmittedtoPLAInformationEngineeringUniversityfortheDegreeofMasterofEngineeringUAVImageFas

2、tMosaicUsingPositionandOrientationDataCandidate：ZhaoYapengSupervisor：Prof.ZhuShulongApr.2015万方数据原创性声明本人声明所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得信息工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并标示谢意。学位论文题目：学位论文作者签名：日期：年月日作者指导教师签名：日期：年月

3、日学位论文版权使用授权书本人完全了解信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权信息工程大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密学位论文在解密后适用本授权书。）学位论文题目：学位论文作者签名：日期：年月日作者指导教师签名：日期：年月日保密级别：保密年限：年月至年月万方数据摘要在部分突发事件应用中，无人机影像的绝对定位精度不是首要的，快速得到感兴趣区域的态势信息才是指挥决策部门所关注的。为了满足这一现实需求，本文对基于位

4、姿数据的无人机影像快速拼接技术进行了研究。主要内容和创新点包括：1.分析了无人机影像拼接的技术流程。重点对影像几何校正、局部特征提取与二值化描述、特征匹配和剔除错误匹配点等技术环节进行了分析研究。2.研究了基于飞行姿态的影像几何校正。推导建立了基于飞行姿态的几何校正模型，不需要地面控制点支持，将倾斜影像改正到垂直影像，改善了影像拼接质量。3.研究了局部特征提取和二值化描述算法。分析了几种具有代表性的局部特征提取和二值化描述算法，基于无人机真实影像开展实验研究以验证算法的实际运算效率和匹配性能。在此基础上对FAST特征提取算法和BRIEF描述符进行局部改进，并应用于单航带全景影像的

5、快速拼接。4.研究了错误匹配点剔除方法。针对快速拼接需求，提出了基于直线约束的错误匹配点剔除方法。通过比较匹配点连线的斜率和长度，快速高效地剔除错误匹配点。并能根据实际需求简单灵活地设置阈值以获取稳定的匹配点。5.研究了单航带全景影像拼接方法。实验比较了三种不同拼接方式对全景影像视觉质量的影响，按照先“两两拼接”、后“顺序拼接”的混合拼接策略拼接得到了单航带全景影像，减少了误差累积影响，提高了拼接的稳定性。关键字：无人机，位姿数据，快速拼接，二值描述符，剔除误匹配，全景影像第I页万方数据AbstractInsomecaseofemergency,whatcommanderspay

6、attentiontoisnottheabsolutepositioningprecisionbuthowtoextracttrendinginformationofinterestareasinUAVimagesquickly.Inordertomeettheneedsofthatreality,theimagefastmosaictechnologyofUAVimagesusingpositionandorientationdataisstudied.Researchandinnovationsofthispaperinclude：1.Thepaperanalyzesthep

7、rocessofUAVimagemosaictechnology,especiallyfocusingonsometechnicalaspectssuchasimagegeometriccorrection,localfeatureextraction,binarydescription,featurematchingandfalsematchingelimination.2.Theimagegeometriccorrectiontechnologybasedonflightpo