基于SIFT算法的无人机航空遥感影像匹配

当无人机低空飞行获取高分辨率遥感影像时,由于不同摄站点拍摄角度不同,使得建筑物等凸出地面的物体在立体像对上成像时产生投影差,导致物体成像几何形状发生畸变并且出现地面高层建筑物之间遮挡现象严重的问题,从而导致匹配困难,成为影响无人机航空遥感影像匹配质量的主要因素。本文采用对旋转、遮挡、缩放、图像局部灰度变化等都具有较强的稳定性的SIFT算法来进行匹配,并取得了很好的效果。     

基于SIFT的无人机遥感影像匹配算法研究

无人机遥感影像存在像幅小、数量多、基线短、重叠度不规则且倾角过大等问题,传统的灰度匹配很难胜任无人机遥感影像的匹配。SIFT特征具有旋转、微小仿射的不变性。本文分析SIFT特征的优点,指出其存在的问题,结合灰度匹配、最小二乘匹配及影像金字塔策略,提出了一套适合无人机遥感影像的匹配算法流程。     

一种基于改进的SIFT特征点算法的无人机影像快速匹配研究

由于无人机在空中的姿态不稳定,拍摄的影像存在像幅小、数量多、基线短、倾角过大、曝光不均匀等问题,采用常规的影像匹配方法效果不是很理想,有时甚至无法进行匹配,而SIFT(Scal Invariant Featre Transform)算子因其良好的尺度、旋转、光照等不变特性而广泛应用于图像处理中。本文分析了SIFT算子的优点,介绍了用该算法对无人机影像进行特征点的提取,并采用最小二乘算法进行精匹配。经对同一地区无人机航空摄影影像的匹配试验,取得了较好的结果。实验证明,该方法具有稳定、可靠、快速等特点,应用前景十分广阔。     

基于拉普拉斯影像锐化的SIFT无人机影像匹配方法

受成像地区实际情况影响,目前无人机影像匹配精度有待提高。本文提出了一种基于拉普拉斯影像锐化的SIFT无人机影像匹配方法,该方法首先通过四邻域拉普拉斯滤波算子对基准与待匹配影像分别进行锐化,以增强影像细节特征;再通过SIFT算法对锐化后的两幅影像进行匹配。实验结果显示,本文方法具有一定的有效性和鲁棒性。     

一种喀斯特地貌无人机遥感影像的快速匹配方法

针对喀斯特地貌地形起伏大、沟壑纵深、影像局部存在阴影,该地区无人机遥感影像匹配难度大,该文提出一种基于AKAZE特征和RANSAC算法的喀斯特地貌无人机遥感影像的快速匹配方法。该方法采用AKAZE特征检测算法提取喀斯特地貌无人机遥感影像的特征点,能够较为精简地描述出影像的特征,影像匹配时间缩短,匹配速度提高明显;由于预匹配存在错误点对,利用单应性矩阵的RANSAC算法进行精准匹配,剔除错误匹配点对,同时得到最优的单应性矩阵。实验结果表明,该方法的匹配耗时和匹配正确率较优于经典的SURF和BRISK算法,该匹配方法更适合于喀斯特地貌无人机遥感影像匹配。     

一种无人机热红外与可见光影像匹配方法

针对异源无人机影像视角、分辨率、灰度值差异大的特点,提出一种基于语义深度局部特征的无人机热红外与可见光影像匹配方法。该方法首先利用全卷积神经网络和注意力机制提取具有语义信息的深度局部特征;其次以多通道特征图作为描述符进行kd-tree匹配;最后将向量场一致性VFC(Vector Field Consensus)和随机采样一致性RANSAC(Random Sample Consensus)相结合(VFC-RANSAC)进行误匹配剔除,从而实现无人机热红外与可见光影像的稳健匹配。匹配试验表明,与SIFT、KAZE等提取的人工特征相比,深度特征可以抵抗更大的影像几何和辐射差异;与RANSAC相比,VFC-RANSAC能够更有效地剔除外点,获得更高的正确匹配率和匹配精度。     

提高无人机高程精度的影像获取方法

近年来,无人机技术在大比例尺地形测量领域得到了广泛应用,但受基高比小、飞行姿态不稳定等因素的影响,无人机成图的高程精度有时难以满足规范要求。通过分析基高比和航片姿态对高程精度的影响,提出了新的影像获取方案。通过与传统方案进行实验对比分析,结果表明,在保证平面成图精度与传统方案基本一致的基础上,高程中误差降低了30.4%,高程检查点超限的个数减少了74%,提高了无人机的高程精度。     

一种基于SiftGPU的遥感影像匹配方法

针对已有的遥感影像匹配方法难以同时满足高精度、可靠性和高效率要求的问题,该文提出一种基于分块策略的尺度不变特征变换快速匹配方法。首先对两幅待匹配影像进行分块,根据影像的坐标信息建立参考影像与搜索影像上每个分块的对应关系,并进行量化级数转换;然后对每一对分块影像采用尺度不变特征变换算子进行匹配,同时采用GPU进行加速;最后对得到的所有匹配点进行误匹配点剔除。为验证该方法的有效性,采用经过正射纠正的ALOS影像和经过传感器校正的资源三号正视影像进行匹配实验。实验结果表明,该方法能够得到较多高精度的同名点,并且能在短时间内完成大数据量的处理。     

无人机影像中的无控制高程信息提取方法研究

本文提出了一种基于无人机影像获取高程信息的方法,该方法无需地面控制点数据,只利用无人机的飞控数据以及相机自身的参数.文中推导了不同飞行状况下的几何计算模型,并利用真实的无人机数据进行实验和误差分析,证明了该方法的可行性.最后还将地物点的高程扩展到其所在的平面中,改善了直观观测效果.实验表明,本文提出的方法能够大大提高获...     

无人机核线影像的稀疏匹配与稠密匹配

无人机影像转化为水平核线影像后,能够有效地减少同名点的搜索空间。在此基础上,本文使用SIFT算子进行了稀疏匹配,并用BP算法进行了稠密匹配。结果表明：①SIFT算子获取的同名点比较少,但是计算方法简单,同名点空间坐标精确,适用于大范围获取简要的空间三维信息;②BP算法计算复杂度高,可以获取地物大量的同名点,适用于小范围的地物三维重建。总体而言,两者各有优缺点,在实际的应用中可互补。     

改进组合差分定位算法在无人机上的应用

无人机航空摄影测量是继GNSS技术普及之后测绘科技的又一进步,为无人机搭配轻型高精度的GNSS差分模块,减少像控点的布设甚至可以直接获取地理位置成为目前的主要发展方向.文中采用U-blo x公司的多星座接收模块NEO-M8T组成一套质量轻、低成本的PPK系统,同时将BDS/GPS组合定位算法与改进的LAMBDA模糊度解...     

多匹配策略融合的无人机影像匹配方法

针对AKAZE算法在无人机影像匹配过程中存在的匹配精度低和稳定性较差问题,本文提出一种基于多匹配策略融合的改进影像匹配方法。该方法首先对影像降采样并利用AKAZE算法检测多尺度特征。然后采用一种稳定的RootSIFT描述符进行特征描述。其次,融合最近邻距离比值、双向匹配和余弦相似度约束匹配策略进行特征匹配以降低误匹配率。最后,采用随机抽样一致性(RANSAC)算法确定最终的特征对应关系,并求得几何变换模型。实验结果表明,该方法在获得更多正确匹配点对的同时具有较高的匹配正确率和精度,能够更好适用于无人机影像匹配。     

基于CSIFT特性的无人机影像匹配

随着无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)平台技术的发展,越来越多的应用行业和研究领域开始使用UAV影像数据。不同于现有的摄影测量结合像控点的UAV影像匹配方法,提出一种新的UAV影像匹配方法。该方法采用彩色尺度不变特征转换(color scale-invariant feature transform,CSIFT)算法,利用彩色信息的空间不变特性提取基准影像与待匹配影像的特征匹配点对;并采用单应性矩阵与随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法对匹配结果进行提纯,得到最终匹配结果。仿真实验表明,该方法可在保证实验过程鲁棒性的同时,与传统的尺度不变特征转换(color scale-invariant feature transform,SIFT)方法相比,将匹配准确率从70%提高到了88%,而且大大减少了特征点对的数量,缩短了处理时间,提高了UAV影像匹配效率。     

无人机影像匹配中尺度不变特征应用改进

针对尺度不变特征变换算法用于无人机影像匹配中存在匹配效率低下,误匹配较多等问题,该文提出一种特征点提取优化算法,并改进了特征点匹配策略。通过将原始影像划分格网,依据每个格网影像信息熵的大小来合理分配各格网中特征点数量,实现了基于纹理信息丰富程度的特征点均匀分布;基于Harris兴趣值进行筛选,保留了适合于摄影测量的特征点;采用一种多层次自适应的匹配策略,在尽可能保留正确匹配的同时提高了匹配正确率。基于一对由小型无人机拍摄影像的实验结果表明,所提方法在大量减少SIFT特征点的同时,保证较高的正确率,增加了匹配点的精度,且提高了算法效率。     

基于POS的无人机倾斜影像匹配方法

在充分考虑无人机倾斜影像特点的前提下,提出了一套基于POS的无人机倾斜影像匹配策略。在现有匹配方法的基础上,以全球SRTM(shuttle Radar topography mission)数据为辅助,实现了影像重叠区域预测,建立了影像间近似核线关系,剔除了匹配中的粗差点。为了解决SIFT(scale invariant feature transform)特征匹配算法计算量大,耗时长的问题,采用基于GPU(graphic processing unit)的SIFT方法,提高了SIFT的匹配效率。另外,考虑到无人机原始POS数据精度不高,因此在匹配策略中加入了逐步精化POS数据的思想。通过对多幅倾斜影像的匹配试验表明:该方法能够提供足够数量、分布均匀且点位正确的同名点。     

轨道几何特征匹配列车定位方法

轨道不平顺和轨距偏差等几何特征是直接反映轨道质量优劣的信息,它们均是轨道里程的函数,包含了丰富和低成本的位置信息,在重复观测中具有一致性。本文对轨道几何特征匹配列车定位方法的可行性进行了评估,建立了存储于计算机的背景数据库,然后通过采集待匹配数据和背景数据库进行匹配比对,获得了满足精度要求的列车位置。该方法为多传感器融合的列车控制系统提供了一种新的定位信息和思路,可以作为提高列车定位系统稳健性的辅助手段。     

基于本质矩阵的无人机影像精确匹配

无人机影像以其低成本、获取容易、信息量大等优点得到了广泛的应用。影像匹配是影像数据处理的重要环节,常用影像匹配的方法存在误匹配多或剔除大量正确匹配的问题。LMed S算法比其他稳健方法更严格,"5点算法"得到的本质矩阵可用于匹配点对共面的场景。本文使用LMedS算法结合"5点算法"求解本质矩阵作为剔除误差的模型,同时利用ORB算法提取速度快的特点,构建了一种精准同时兼顾了效率的匹配方法。本文对该算法开展了试验研究,并与其他常规算法进行比较。试验结果表明,本文算法保留的匹配点数数量多,分布较均匀,适用于多种场景,是一种有效、快速精准的影像匹配算法。     

无人机遥感影像匹配中的优化SIFT-OCT算法

针对传统尺度不变特征转换(SIFT)算法在高分辨率影像中检测特征点数量多、匹配效率低、无法快速对无人机低空遥感影像进行特征匹配的问题,该文优化SIFT-OCT算法的特征检测、特征匹配方法,主动放弃第一组尺度空间进行特征检测,并采用影像分块的方法加快检测过程;在特征匹配阶段,提出相似性系数进行匹配点对二次筛选,利用随机抽样一致性(RANSAC)算法计算透视变换模型参数进行精匹配.选取同一无人机序列影像中的4组不同地物类型的影像进行对比验证实验,结果表明,优化SIFT-OCT算法极大地限制特征提取数量,提高影像匹配效率,适合无人机低空遥感影像匹配.     

利用A-AKAZE算法进行喀斯特地区无人机影像匹配

喀斯特地区地形复杂,无人机影像匹配难度大、耗时多。针对如何提高该区域无人机影像的匹配效率,本文提出了一种基于AKAZE的改进算法。该算法首先利用完全仿射不变框架对原始影像进行视角模拟;然后利用AKAZE算法对模拟影像进行特征点提取和描述,并获得原始影像的特征点和描述符;最后利用基于单应性矩阵的RANSAC算法对原始影像进行精匹配,进而剔除粗匹配过程中错误匹配点对。本文对该改进算法开展了试验研究,并与ASIFT和AKAZE等常用算法进行了试验对比分析。试验结果表明,对喀斯特地区无人机影像匹配而言,与ASIFT算法相比,在保持相当匹配正确率的情况下,基于A-AKAZE算法的匹配总耗时是ASIFT算法耗时的50%左右,可以较大幅度地减少匹配总耗时;与AKAZE算法相比,基于A-AKAZE算法的影像总匹配对数及正确匹配对数至少是ASIFT算法的影像总匹配对数及正确匹配对数的7倍。综合考虑匹配耗时和正确匹配对数,本文算法优于AKAZE和ASIFT等常用算法,更适合于喀斯特地区的无人机影像匹配。     

Rational function model-based image matching for digital elevation models

This paper presents an image matching technique for IKONOS satellite imagery based on rational function models (RFMs). This algorithm adopts the object-space approach and reduces the search space to within the confined line-shaped area called the piecewise matching line (PML). Also, the detailed procedure of generating 3D surface information using the RFM coefficients (RFCs) is introduced to illustrate an end-user's point of view. The final digital elevation model (DEM) generated using the proposed scheme shows a mean error of 2·2 m and rmse of 3·8 m compared with that from a 1:5000 scale digital map.