無人機遙感影像點特征匹配算法研究.pdf

1、無人機遙感平臺具有機動靈活、快速響應、成本低廉、維護簡單等特點，逐漸成為遙感數(shù)據(jù)獲取的重要工具。由于無人機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區(qū)域，因此影像鑲嵌是無人機影像處理的基礎工作。在幾何鑲嵌環(huán)節(jié)中，多采用基于點特征的匹配方法獲取同名點對。本文結合無人機影像特點，對點特征匹配技術中的特征提取、匹配搜索兩類算法進行了深入研究和探討，旨在尋找與設計可以滿足不同無人機應用要求、具備更加優(yōu)異計算性能和運行效果

2、的特征匹配算法。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　1、介紹了論文的研究背景與意義，總結了無人機技術、特征匹配技術的國內外發(fā)展現(xiàn)狀，明確了論文的主要研究內容。
　　2、研究了特征匹配技術原理。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行了總結，并對經(jīng)典的特征檢測算法原理進行了系統(tǒng)的分析。
　　3、深入研究了無人機遙感影像點特征提取算法。以影像的尺度空間理論為基礎，對具有局部不變性的點特征檢測算法、點特征局

3、部信息描述方法進行分析。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行了對比實驗，分析總結了AKAZE與ORB算法的優(yōu)點與不足。
　　4、分析了不同的無人機應用對特征提取算法性能的要求，然后結合現(xiàn)有算法的不足，提出了兩類改進特征提取算法。為改善運行效果，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算法特征點定位精度低的問題，對SIFT子像元插值技術進行合理簡化與

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