题目：基于小型UAV直升机航拍图像的三维目标重建的关键技术研究

小型无人直升机（Mini Unmanned Aerial Vehicle）有着一般飞行器所不具有的独特飞行性能；它机动性强灵活性好的特点，加上无人直升机航拍图片有着视角大，信息量高，抗外界干扰能力强的优势，使之在当下成为国内外研究的热点技术。小型无人直升机常被作为飞行平台应用于导航、遥感监测、目标检测与跟踪等诸多生产生活方面。而对航拍图像场景中的目标进行三维重建，是计算机是觉得研究重点之一，在军事和民用两大领域都有着广泛的用武之地。

小型无人直升机执行相关飞行任务的前提条件，即需要测知地面情况和其周围相应的环境信息。本文利用装载在无人直升机上的双目摄像机；获取实时的二维图像，通过图像处理和模式识别技术，提取目标特征并进行特征匹配；最终利用三维重建技术，恢复识别物体的深度或高度信息，从而完成从航拍二维图像到目标周围的三维环境信息的恢复。这种三维信息目前正在被广泛应用于小型无人直升机执行任务中，支持无人直升机有效避开障碍物、探知位置地面情况和执行有效的路径规划。因此，对无人直升机航拍图像的三维目标重建进行研究，根据航拍得到的二维图像构建出三维场景模型，具有巨大的研究意义和应用价值。

本文着重研究了小型无人直升机的航拍技术，在机载环境下的双目视觉系统在特征识别和重建方面的具体研究。主要完成了一下几个方面的研究内容：

1.对国内外有关小型无人直升机航拍图片的三维重建技术的相关资料详细查阅和研读，在进行广泛的的文献调研工作后，总结出了该技术当前的发展现状和原理特点以及未来趋势。

2.简要概述了基于双目视觉的特征提取、匹配与重建的有关基础理论，内容涵盖：双目视觉基础原理、摄像机模型及其三大坐标系、视差图和深度图对极几何、基础矩阵等等。

 3.进行图像的采集和预处理工作，其中图像处理包括灰度转换、平滑及锐化处理。研究双目视觉系统的应用场景下特征点提取。关于特征点的匹配工作论文仔细考证比较了SIFT、SUSAN 算法，并在MATLAB软件环境下实现了左、右摄像头所采集到的图片的特征点匹配。   

 4.进行航拍场景下的三维重建，基于已经进行成功匹配的特征点，将它们的空间位置信息进行解算，利用双目视觉系统的相关原理，从左、右两幅二维图片所提供的图像信息，将物体的特征点在三维空间里的坐标值结算出来，实现航拍场景的三维重构。

文章所提出的相关匹配算法和基于视差原理的三维重建，经过系统实验验证取得了理想的实验结果。此技术在飞行导航、遥感监测、目标检测与跟踪等方面有广泛的应用价值。