“无人机影像处理”.ppt

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无人机影像处理
一、概述
1。1 为什么无人机摄影测量UAV
1。2 无人机摄影测量优势与劣势
1。3 无人机摄影测量的新起点
1。1 为什么UAV式
1。飞行器的地面速度
2。相机曝光时间
3。焦距长度 c
4。飞行器的飞行高度
5。像元大小
曝光间隔与地面分辨率、地面速度关系
2。5 曝光间隔与地面分辨率、地面速度关系
由方程1容易看出当GSD一定时;相机的曝光间隔与装载它的飞行器的地面飞行速度成反比关系
t: 曝光时间间隔
GSD: 地面分辨率
Vg: 飞行器的地面飞行速度
P: 航向重叠度
npix: 航向方向的像元个数
它们的关系可以由下面方程表示
7。综合分析
通过分析可以看出当地面分辨率一定;飞行速度与曝光时间成反比。可以看出飞行速度与影像的运动成正比。
因此可以知道飞行速度太快;像点位移会超出限定范围;这就会使得影像模糊;影响地面分辨率。但同时如果飞行速度太低;曝光间隔长了;这就会影响作业效率。
由于影像存储速度的影像;曝光间隔至少要大于2sec;所以对于一定分辨率的影像;飞行器的飞行速度也不能太快。
飞行时既要顾及作业效率也要考虑获取的影像质量;所以要在曝光间隔与搭载平台的飞行速度间找到一个最佳的值。
四、待需解决的问题
1。 变焦距引起的在相机内定向和检校方面的问题
由于焦距长度可变;所以每次变换焦距长度都需要从新进行相机检校即使机械固定了焦距使其不变;在飞行高度增加时由于大气压的变化;焦距的长度仍然会发生变化
2。 像点位移带来的问题
高于5CM;需要FMC向前运动补偿
3。 辐射校定方面的问题
辐射校正方面主要的还是没有独立的标准算法进行获取的影像格式的转换从Bayer filter or Foveon sensor to RGB
4。 由于单幅影像覆盖面积小;正射影像图接缝工作量变大;像对模型变多;增加了模型切换和模型接边工作量
处理技术
三、无人机影像处理技术与方法
3。1 相机标定
由于数码相机的焦距可变;这样在不同的航空条件下内定向就会发生改变;因此可进行以下4个水平层次上进行几何校正
1在实验室二维或三维试验场进行几何校正
2在一个检校区域进行飞行几何校正
3为了适应特定的区域环境;在飞行任务时同时进行检校
4根据长期来检校的统计数据确定检校的时间周期
标定方法
二维平面法
iWitness模板
武汉大学遥感信息工程学院标定场
室内三维检校场
由测绘遥感国家重点实验室自主研发基金和重点开放基金支持的测绘遥感信息工程国家实验室长远建设项目高分辨率对地观测系统定标与综合试验场建设第一期航空定标与综合试验场已初步建成;并投入使用。
航空定标与综合试验场位于河南登封市;面积近100平方公里;区域内有农田、道路、村镇、河流、树林等;典型的丘陵地形;交通便利;植被多样。217个高 精度控制点分三级均匀分布在整个测区内;可满足不同分辨率航空传感器的检校与性能测试需要。各种可移动的标志物可用于传感器的分辨率测试和幅射校正工作。      
目前已获取了ADS40的不同GSD的影像;后续处理工作正在进行中。预计在年前完成DMC;LIDAR;TOPDC等航空传感器的航空摄影。
室外三维检校场
三维检校场方法
三维控制场需要有一定的深度
利用空间后方交会
标志点的关系长期稳定、不变
标志点利用经纬仪精确测量
3。2 航带生成
根据kappa角的变化划分航带;自动去掉航带之间转向部分影像;自动生成航带
3。3 基于特征的匹配
基于特征匹配通常分为点、线、面的特征匹配。一般来说特征匹配分为三步：
---特征提取
---利用一组参数对特征进行描述
---利用参数进行特征匹配
3。4 错误匹配过滤
1基于一对一约束的粗差剔除
2基于尺度约束和角度约束的粗差剔除
3基于几何约束的错误匹配过滤
4RANSAC鲁棒估计
3。5 光束法空中三角测量
光束法空中三角测量以共线方程为基础即摄影时地面点;摄站点;像点共线为条件;以一幅影像所组成的一束光线作为平差的基本单元;通过各个光线束在空间的旋转和平移;使模型之间的公共点的光线实现最佳交会。在具有多余观测的情况下;在保证pvv最小的意义下解求待求参数。
3。6 DEM生成
常用的主要生成方法：
1移动曲面拟合法
2多面函数法DEM内插
3有限元法DEM内插
3。7 正射影像生成与镶嵌
根据有关的参数与数字地面模型;利用相应的构像方程式;或按一定的数学模型用控制点解算;从原始的非正射投影的数字影像获取正射影像;其实就是将影像化为很多微小的区域逐一进行纠正变