基于SIFT算法的激光雷達(dá)圖像拼接算法研究.pdf

1、條紋管激光雷達(dá)是一種閃光式激光主動(dòng)成像技術(shù)，能獲取高距離分辨率的三維幾何距離像和高空間分辨率的強(qiáng)度像，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)微光被動(dòng)成像，能實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多像”，提供目標(biāo)信息豐富。受激光雷達(dá)視場(chǎng)限制，為獲取超大視場(chǎng)激光圖像，通常采用圖像拼接技術(shù)，將多個(gè)單視場(chǎng)圖像拼接成一幅完整的寬視場(chǎng)激光圖像，為后續(xù)的目標(biāo)提取識(shí)別提供可靠圖像信息。在圖像拼接技術(shù)中的SIFT算法是一種快速、有效的提取圖像特征的算法，經(jīng)SIFT算法提取的特征點(diǎn)具有良好的獨(dú)特性和極高的匹配

2、性。
　　本文在分析了圖像拼接基本理論基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了SIFT算法的原理，并制定了相應(yīng)的提取SIFT特征點(diǎn)的具體流程。對(duì)SIFT算法的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，包括光照不變性、縮放不變性和旋轉(zhuǎn)不變性，實(shí)驗(yàn)證明SIFT算法具有良好的性能。本文對(duì)SIFT圖像拼接算法進(jìn)行了改進(jìn)：（1）改進(jìn)了變換矩陣的求解方法，使用廣義逆矩陣的方法，來求解變換矩陣中的參數(shù)，改進(jìn)后的算法提高了誤差匹配率。（2）改進(jìn)了算法的運(yùn)行效率，使用降采樣方法對(duì)圖像降維，再

3、通過逆變換得到原圖像的變換矩陣，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)后的算法明顯提高了運(yùn)行效率。
　　使用SIFT圖像拼接算法和改進(jìn)后的算法分別處理了條紋管激光雷達(dá)強(qiáng)度像、距離像和微光被動(dòng)圖像。對(duì)強(qiáng)度像，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)后的算法在精度上相比于原算法有提高；對(duì)距離像，采用簡化變換矩陣法實(shí)現(xiàn)了距離像的拼接，獲取了較高精度的拼接匹配度；對(duì)微光被動(dòng)像，通過銳化預(yù)處理和簡化變換矩陣，實(shí)現(xiàn)了高精度圖像拼接，獲取寬視場(chǎng)微光被動(dòng)像。
　　本文針對(duì)圖像拼接問題