無人機(jī)遙感影像點(diǎn)特征匹配算法研究.pdf

1、無人機(jī)遙感平臺具有機(jī)動靈活、快速響應(yīng)、成本低廉、維護(hù)簡單等特點(diǎn)，逐漸成為遙感數(shù)據(jù)獲取的重要工具。由于無人機(jī)影像的地面覆蓋范圍小、重疊度高，單張影像往往不能覆蓋整個感興趣目標(biāo)區(qū)域，因此影像鑲嵌是無人機(jī)影像處理的基礎(chǔ)工作。在幾何鑲嵌環(huán)節(jié)中，多采用基于點(diǎn)特征的匹配方法獲取同名點(diǎn)對。本文結(jié)合無人機(jī)影像特點(diǎn)，對點(diǎn)特征匹配技術(shù)中的特征提取、匹配搜索兩類算法進(jìn)行了深入研究和探討，旨在尋找與設(shè)計(jì)可以滿足不同無人機(jī)應(yīng)用要求、具備更加優(yōu)異計(jì)算性能和運(yùn)行效果

2、的特征匹配算法。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1、介紹了論文的研究背景與意義，總結(jié)了無人機(jī)技術(shù)、特征匹配技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，明確了論文的主要研究內(nèi)容。
　　2、研究了特征匹配技術(shù)原理。對影像匹配的定義、空間幾何變換模型選取、特征匹配一般過程進(jìn)行了總結(jié)，并對經(jīng)典的特征檢測算法原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。
　　3、深入研究了無人機(jī)遙感影像點(diǎn)特征提取算法。以影像的尺度空間理論為基礎(chǔ)，對具有局部不變性的點(diǎn)特征檢測算法、點(diǎn)特征局

3、部信息描述方法進(jìn)行分析。建立了較為全面的評價體系，并對4種常用的特征提取算法在不同變化條件下的性能進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)，分析總結(jié)了AKAZE與ORB算法的優(yōu)點(diǎn)與不足。
　　4、分析了不同的無人機(jī)應(yīng)用對特征提取算法性能的要求，然后結(jié)合現(xiàn)有算法的不足，提出了兩類改進(jìn)特征提取算法。為改善運(yùn)行效果，將AKAZE算法的二值描述符M-LDB替換為性能穩(wěn)定的SIFT描述符；為解決ORB算法特征點(diǎn)定位精度低的問題，對SIFT子像元插值技術(shù)進(jìn)行合理簡化與

4、改進(jìn)，從而使ORB算法具備了精確特征定位功能。實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)的ORB算法保持了原算法高效計(jì)算的特點(diǎn)，同時具備良好的特征點(diǎn)定位精度。
　　5、提出了一種機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)支持的改進(jìn)匹配搜索算法。在對現(xiàn)有匹配搜索算法研究分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)Kd-樹算法在數(shù)據(jù)維度較低時可以進(jìn)行快速搜索的原理，結(jié)合無人機(jī)影像特點(diǎn)，以導(dǎo)航數(shù)據(jù)為輔助，按照“降維”的思想提出了一種改進(jìn)的快速匹配搜索算法。實(shí)驗(yàn)證明，該算法可以保證匹配正確率，并在數(shù)據(jù)集達(dá)到一定規(guī)模時具備