无人机影像自动拼接方法
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（ 或 中心投 影关 系 ） ，使 中心 投 影射 线 发生弯 曲 。
＝ 一ｘ ｏ ） （ ｋ ｌ 。 ＋ 。 ｒ ） ＋ ｆ ， 。 ＋２ （ ｘ一 ｏ ） 。 ｊ
＝
此 种 方 法 能够 自动 计 算 出相 邻 两 张待 拼接 图像 的影 畸 变差 的 改正 公式 为 ：
２影 像预 处理
２ ． １影像 匀光
（ ２ ）
式中，
是像 元 点的坐 标 ； ｘ ｏ ， ｙ ｏ 为像主 点 坐标 ； Ａ ｘ ，
为 了消 除 影ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 在 色 彩 上 的差 异 ，需要 对 影 像进 行 色彩 平 衡处 理 ， 即匀 光处 理 。 本 文 采用基 于 Ｗ ａ ｌ ｌ ｉ Ｓ 滤 波器 的匀光 处理 方法 。Ｗ ａ ｌ ｌ ｉ ｓ滤波 器 的一般 形 式
（ ｙ—Ｙ １ ｏ ） ＠ｊ 。 ＋ ： ） ＋ｐ ２ ＋２ （ —ｙ ｏ ） ＝ １
定 程 度 的拉 伸 、扭 曲 、移 位 等 畸 变 情 况 ， 以 Ｉ Ｄ Ｌ ＋２ ｐ ｚ （ ｘ — 。 ） 《 — Ｙ ｏ ） ＋ 一 Ｄ ） ÷筘 Ｏ 一 ） ｐ ： 一ｘ 。 ） （ ，一ｙ ｏ ）＋ 一 。 ） ＋ Ｏ 一３ ） （ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｄ ａ ｔ ａ Ｌ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｇ ｅ交互式数据语言 ） ＋２ 为开 发工 具 ，实现 了该 方法 并用 实例 验证 其有 效性 。
（１ ）
子；
其 实现 步 骤为 ：
我们 通 过 使 用 牛顿 迭 代法 求 解 二 元高 阶 方程 组
（ １ ） 将 影 像 进 行分 块 处 理 ，分 解 成 若干 块 互 不 重 的方 法 获 得 畸变 前 的投 影 坐 标 ， 以此 来 纠 正影像 的 叠 的矩形 区域 。 （ ２ ） 计算 各矩 形 区域 的灰度 均 值和 方差 。 畸变 ； 是Ｃ Ｃ Ｄ 阵 列排 列非 正交性 的畸变 系数 。
到 ，并 计算 出所 有像 素新 的灰度值 。 无 人 机 在 飞 行 时很 容 易 受到 低 空气 流 的影 响 ，
近 年 来 ， 随着 无 人机 技 术 的 不 断发 展 ，无人 机 ２ ． ２畸 变纠正 摄 影 测量 技 术 成 为一 种 吸 引众 多 领域 日益 关 注 、采 用 的几 何信 息 分析 提取 和模 型制 作 的有 力工 具 ， 但 导致 产 生空 中姿 态不稳 定 、摄 影视 角 不 固定等 问题 。 无 人 机 受其 飞 行 航 高和 所 搭 载相 机 的 限制 ，在低 空 这样 就 使 得其 拍 摄 的 影像 畸变 程 度 很大 ，没 有 办法 拍 摄 的单 幅影 像 往 往覆 盖 范 围有 限 ，而 在 应 用 过程 直接 用 于 后 续 的处 理 。所 以 ，应 该 先 对其 进 行 影像 中 ， 当研 究 区域 处 于 几幅 影 像 的 交界 处 或研 究区 域 纠 正 ，使 图像 中各 个 像 素 点 的几 何 关系 能 够 回到 相
为 ：
ｇ （ 蕾ｊ － ）＝ 墅 ＋ｂ ｍ ｆ＋（ １一彝 ）
‘ 苫
△ ｖ 为像 主 点改 正值 ；
ｒ ：、
ｏ ） —— ＋ — ０ ￣ —— Ｙ ｏ 一 ） ２ ； ｋ Ｊ ， 为径 向畸变系数 ；
Ｐ ， ， 为切 向畸变 系 数 ； 为像 素 的 非 正方 形 比例 因
量 原 理 ，提 出 了一 种 基 于 Ｈ ａ ｒ ｒ ｉ ｓ 角 点检 测 算 法和 实 际 景 物 在 全 视 场 范 围 内严 格 满 足 针 孔 成 像 模 型
Ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ鲁棒 分 析算 法 的全航 带影 像拼 接递 归 方法 。 像 重 叠度 ，并 利用 递 归 思想 在 无 人干 预 的 情 况下 完 成 多 张单 幅 影 像 的拼 接 工 作 ，允 许 目标 影 像 存在 一
２ ． ３序列影像 递归模型建立 （ １ ） 首 先 需 定 义一 个 用于 存 储 影像 信 息 的 结构 体 （ ３ ） 灰度 均值 的 目标 值应 设置 为 １ ２ ７ ， 灰 度方 差 的 目标值 应 设置 为 ４ ０ — ７ ０之 间 的数 值 ，然 后 计算 出各 数 组 ，按 照无 人 机 的 飞行 方 向对 每 一种 序 列 影像 进 行编 号 。该 结构 体包含 如 下 内容 ： 区域 的 Ｗ ａ ｌ ｌ ｉ ｓ滤 波器 的乘 性系 数和 加性 系 数 。 序 列影 像 （ 影像 号 ） ｛ 影像 波 段数 ，影像 的缩 放 （ ４ ） 由于各 矩 形 区域 互 不 重 叠 ，所 以影像 中任 一
很 大 ， 需要 多 幅影 像 覆 盖 时 ，影像 的拼 接 也 必不 可 对 正确 的状 态下 。 影像 的几 何 畸变 是 指 在 图像 平 面上 图像 点 在几 少 。
笔 者 综 合现 有 理 论研 究基 础 和现 代 数 字 摄 影测 何位 置 上 的误 差 ，从 而造 成成 像 系 统不 能使 图像 与
２ ２ 技术 交 流
测 绘技 术 装备
第 １ ５卷
２ ０ １ ３年第 ３期
无人机 影像 自动拼接方法
陈宏 敏 杨朝 辉
（ 苏 州科 技学 院环 境工 程 与科 学学 院
摘
江 苏苏 州
２ １ ５ ０ ０ ９ ）
要： 针对基 于无人机 平 台的摄 影特点 ， 使用 Ｗ ａ １ １ ｉ ｓ 滤波器进 行影 像 匀光 ， 并结合 Ｈ ａ ｒ ｒ ｉ ８ 算子及 Ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ
算法的优 良特性， 提 出了一种基 于递 归思想的影像拼接方法 。 通过对 目 标影像组批量处理 ， 建立统一的 坐标 系统及 信息存储结构 ，实现 自 动 的全航 带影像拼接 功能。并通过应用 实例验证 了该方法的有效性 。
关键词 ：无人机 递归 影像拼接 Ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ
１ 引言
