無人機航空偵察圖像鑲嵌與目標定位關鍵技術研究

《無人機航空偵察圖像鑲嵌與目標定位關鍵技術研究》是依託陝西師範大學，由李良福擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：無人機航空偵察圖像鑲嵌與目標定位關鍵技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李良福
• 依託單位：陝西師範大學

項目摘要

無人機航空偵察圖像鑲嵌與目標定位技術是當前軍事與國防領域的研究熱點，儘管國內外在此相關領域取得了很多研究成果，但是在套用實踐中，我們發現還存在若干需要解決的關鍵技術問題。本項目擬採用視覺注意機制，研究基於感興趣區域定位的圖像鑲嵌方法，研究基於攝像機運動估計的圖像匹配方法，根據上下文線索探測感興趣區域，通過估計圖像的整體運動約束匹配區域的搜尋範圍和方向，以提高圖像匹配的準確度。研究基於多層次處理的全景圖像無縫平滑技術，從攝像機成像和光照原理上解決無縫平滑問題，校正圖像序列之間的全局亮度不平衡效應，並研究採用多尺度小波分析方法對過渡重疊區域進行局部融合處理。探索從全局最佳化補償參數累積誤差、高精度圖像校正、全景圖像中的目標點與大地坐標系變換的數學模型等多方面提高全螢幕圖像定位精度的計算方法。通過本項目的研究 .有望解決戰場圖像偵察等軍用光電系統領域的多項技術需求，從而產生重大的經濟價值和社會效益。

結題摘要

無人機航空偵察圖像鑲嵌與目標定位技術是當前軍事與國防領域的研究熱點，儘管國內外在此相關領域取得了很多研究成果，但是在套用實踐中，我們發現還存在若干需要解決的關鍵技術問題。本項目主要研究無人機航空偵察圖像鑲嵌與目標定位關鍵技術，主要解決圖像的準確匹配、變換參數的精確求解、全景圖像的無縫拼接等問題。 在研究過程中我們項目組還發現如果有運動目標時鑲嵌圖像容易出現鬼影現象，因此通過運動目標檢測方法檢測序列圖像中有無運動目標，如果有則需要消除運動目標對鑲嵌圖像的影響。通過對拼接圖像進行無縫平滑處理，得到了全景無縫拼接圖像。 本項目從多方面分析和研究了圖像鑲嵌誤差產生的來源和研究其解決方法。由於任何兩幀圖像之間的變換參數誤差都會累積到後續的圖像鑲嵌中，從而導致鑲嵌圖像的變形。因此，提出累積誤差的處理方法，從全局的角度對所有的變換參數進行最佳化處理和誤差補償。 本項目提出採用基於梯度場的泊松融合方法進行圖像重合區域的處理，利用指導梯度場進行膜插值，將感興趣的區域無縫的融合到目標圖像中。源圖像和目標圖像的梯度採用向量值去引導，使目標圖上有相似於源圖的梯度而邊界部分保留目標圖的亮度，使結果看起來沒有明顯縫隙。與其他四種算法相比較，本項目融合算法得到的鑲嵌圖像更加清晰、過渡效果更好，同時客觀評價結果也表明本項目算法融合效果好於其他算法，與目視結果一致。 本項目探索了從全局最佳化補償參數累積誤差、高精度圖像校正、全景圖像中的目標點與大地坐標系變換的數學模型等多方面提高全螢幕圖像定位精度的計算方法。通過本項目的研究有望解決戰場圖像偵察等軍用光電系統領域的多項技術需求，從而產生重大的經濟價值和社會效益。