基于無(wú)人直升機(jī)航拍照片的三維目標(biāo)重建技術(shù).pdf

1、無(wú)人直升機(jī)(UAV-unmanned aerial vehicle)由于其特殊的機(jī)動(dòng)性能,在軍事、民用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。無(wú)人機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括無(wú)人機(jī)本體、導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、地面基站系統(tǒng)以及應(yīng)用任務(wù)系統(tǒng)6個(gè)部分組成。在上海交大自主研發(fā)的無(wú)人直升機(jī)“天行者”上,已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了前5個(gè)系統(tǒng)。本文以無(wú)人機(jī)“天行者”為應(yīng)用對(duì)象,在無(wú)人機(jī)的第6個(gè)應(yīng)用任務(wù)系統(tǒng)這部分進(jìn)行創(chuàng)新與實(shí)現(xiàn)。無(wú)人直升機(jī)在飛行控制和執(zhí)行應(yīng)用任務(wù)的過(guò)程中,

2、需要感知到前方的障礙,及所執(zhí)行的應(yīng)用任務(wù)的環(huán)境信息。利用機(jī)載的雙目攝像頭所獲得的同步2D圖像,通過(guò)模式識(shí)別技術(shù)和三維立體重建技術(shù),從理論上可以構(gòu)建出視場(chǎng)范圍的3D環(huán)境信息。該3D數(shù)據(jù)能夠有效地支持無(wú)人直升機(jī)在應(yīng)用任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中的避障、路徑規(guī)劃和應(yīng)用任務(wù)的適時(shí)控制。因此,研究利用同步航拍2D圖像,構(gòu)建出3D飛行環(huán)境模型,具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。論文重點(diǎn)研究了無(wú)人直升機(jī)機(jī)載環(huán)境下的雙目航拍技術(shù),基于航拍圖片的模式識(shí)別技術(shù),以及3D構(gòu)造技術(shù)

3、,研究?jī)?nèi)容具體包括以下幾個(gè)方面：1,結(jié)合無(wú)人機(jī)“天行者”的物理特性,利用雙目視覺(jué)幾何原理設(shè)計(jì)和建立無(wú)人直升機(jī)雙目視覺(jué)系統(tǒng)。2,運(yùn)用圖像處理技術(shù),研究提取雙目視覺(jué)視場(chǎng)范圍物體特征點(diǎn),并將兩個(gè)攝像頭提取到的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配。論文研究和運(yùn)用了SIFT、SUSAN算法,在MATLAB中實(shí)現(xiàn)左右兩幅圖像中特征點(diǎn)的匹配。3,利用雙目視覺(jué)的幾何原理,將已經(jīng)匹配成功的特征點(diǎn)進(jìn)行空間位置信息解算,由兩張2維同步照片所提供的信息,計(jì)算出物體在3維空間中特征點(diǎn)