基于無人直升機航拍照片的三維目標重建技術.pdf

1、無人直升機(UAV-unmanned aerial vehicle)由于其特殊的機動性能,在軍事、民用領域具有廣闊的應用前景。無人機的基本結構包括無人機本體、導航系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、地面基站系統(tǒng)以及應用任務系統(tǒng)6個部分組成。在上海交大自主研發(fā)的無人直升機“天行者”上,已經初步實現(xiàn)了前5個系統(tǒng)。本文以無人機“天行者”為應用對象,在無人機的第6個應用任務系統(tǒng)這部分進行創(chuàng)新與實現(xiàn)。無人直升機在飛行控制和執(zhí)行應用任務的過程中,

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

3、,研究內容具體包括以下幾個方面：1,結合無人機“天行者”的物理特性,利用雙目視覺幾何原理設計和建立無人直升機雙目視覺系統(tǒng)。2,運用圖像處理技術,研究提取雙目視覺視場范圍物體特征點,并將兩個攝像頭提取到的特征點進行匹配。論文研究和運用了SIFT、SUSAN算法,在MATLAB中實現(xiàn)左右兩幅圖像中特征點的匹配。3,利用雙目視覺的幾何原理,將已經匹配成功的特征點進行空間位置信息解算,由兩張2維同步照片所提供的信息,計算出物體在3維空間中特征點