文件by高設(shè)計(jì)手冊

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（）任務(wù)書題目油田輸油管道巡檢航拍圖像處理算法研究一、研究的主要內(nèi)容油氣管道線路漫長，常穿越沼澤、沙漠等復(fù)雜區(qū)域或者 密集區(qū)域，管道安全存在巨大隱患。即便管道通過民眾聚居區(qū)，也存在人為破壞管道的隱患。目前的管道巡檢技術(shù)人力、物力消耗大，利用無人機(jī)航拍技術(shù)在油氣管道巡檢中可以節(jié)約很多資源。當(dāng)前已有學(xué)者進(jìn)行了無人機(jī)巡檢技術(shù)的相關(guān)研究，但是還沒有對巡檢航拍圖像進(jìn)行深入的研究，這導(dǎo)致航拍圖像的利用率很低。我將學(xué)習(xí)研究已有的遙感圖像處理算法，并將這些方法應(yīng)用到無人機(jī)航拍圖像的處理中。油氣管道巡檢工作通常是檢查管道及其周圍環(huán)境的變換情況，并根據(jù)變化情況分析輸油管道的工作情況和安全情況。為此，

2、變化檢測成為航拍圖像處理過程中關(guān)鍵的一步。最常用的變化檢測主要針對是兩時(shí)相航拍圖像，即對同一地區(qū)不同時(shí)相獲取的兩幅航拍圖像，利用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，檢測出這兩幅圖像的差異，并進(jìn)行檢測結(jié)果評估的過程。航拍圖像變化檢測主要圍繞確定是否發(fā)生了變化和發(fā)生變化的程度展開，因此在實(shí)際方法中，如何提取航拍圖像的有用信息，突出變化差異，確定變化狀況是航拍圖像變化檢測研究的主要部分。從航拍工具中獲得的航拍數(shù)據(jù)由于受到實(shí)際環(huán)境和技術(shù)條件的影響通常都是比較粗糙的，為了保證后續(xù)算法研究的開展和結(jié)果的精度。首先需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。對圖像的預(yù)處理，本設(shè)計(jì)將研究輻射校正和圖像幾何配準(zhǔn)算法。一般情況下，由無人機(jī)等工具直

3、接獲得的航拍資源大部分為 資源，而 是由一組圖像序列組成。為了從 中提取可用的圖像信息，本設(shè)計(jì)將研究相關(guān)圖像拼接算法，利用算法將 文件轉(zhuǎn)化為圖像文件，為后續(xù)變化檢測提供數(shù)據(jù)。在之前工作的基礎(chǔ)上，將對不同時(shí)相的圖像進(jìn)行變化檢測。變化檢測算法一般可分為兩類：基于區(qū)域和基于特征的變化檢測算法。由于針對油氣管道的航拍圖像復(fù)雜程度高，本設(shè)計(jì)研究基于區(qū)域的檢測算法和兩類自動確定閾值的算法。由于目前油氣管道的航拍資源很少，本設(shè)計(jì)中用于算法測試的數(shù)據(jù)大部分來自于對油氣管道的模擬圖像或者 資源。二、涉及的知識和基本要求(包括學(xué)生應(yīng)具備或需要掌握的基本知識、基本技能；文獻(xiàn)查閱、外文翻譯、論文撰寫等要求)1. 基本

4、知識：圖像配準(zhǔn)的基本知識：尺度空間理論、濾波、圖像變換模型、Hessian 矩陣、歐氏距離、最小二乘擬合；圖像拼接的基礎(chǔ)知識：平滑算法、相關(guān)系數(shù)、互功率譜；變化檢測的基礎(chǔ)知識：最大類間方差法、分類器、圖像差值運(yùn)算。2. 基本技能：的熟練使用。3. 文獻(xiàn)查閱：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對圖像處理尤其是圖像配準(zhǔn)和變換檢測方面的資料文獻(xiàn)需要多閱讀。4. 外文翻譯：各種算法應(yīng)該查閱外文原著，尤其是圖像配準(zhǔn) SIFT 和 SURF 算法的相關(guān)查閱外文原著。5.撰寫：分章節(jié)撰寫，需要有相關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持。仿真研究和撰寫要緊扣工業(yè)背景。學(xué)生(簽名)：指導(dǎo)教師(簽名)：系(簽名)：年月日三、預(yù)期目標(biāo)油氣管道巡檢工作通

5、常是檢查管道及其周圍環(huán)境的變換情況，并根據(jù)變化情況分析輸油管道的工作情況和安全情況。因此變化檢測成為航拍圖像處理過程中關(guān)鍵的一步。預(yù)期目標(biāo)分為以下幾項(xiàng)：實(shí)現(xiàn)對航 到圖像的轉(zhuǎn)換：采用圖像拼接技術(shù)將航 轉(zhuǎn)換為圖像；實(shí)現(xiàn)對航拍圖像的預(yù)處理：采用基于特征點(diǎn)配準(zhǔn)算法，將兩時(shí)相的圖像配準(zhǔn)到同一坐標(biāo)系下，為后續(xù)變化檢測提供基礎(chǔ)；實(shí)現(xiàn)對兩時(shí)相圖像的變化檢測：采用像素級變化檢測算法對配準(zhǔn)后的圖像進(jìn)行變化檢測，并研究兩類自動閾值確定算法。最終能夠?qū)崿F(xiàn)對兩時(shí)相航拍圖像中不同之處的自動檢測。以上研究工作均是算法層面上的研究，因此研究成果是的仿真結(jié)果。四、進(jìn)度安排3 月 9 日-3 月 31 日：畢業(yè)設(shè)計(jì)選題論證及完成

6、開題工作，并查閱相關(guān)資料和學(xué)習(xí)圖像處理理論基礎(chǔ)知識；4 月 1 日-4 月 10 日：圖像預(yù)處理部分算法的研究，學(xué)習(xí)輻射校正相關(guān)算法，并利用標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行算法實(shí)驗(yàn)；4 月 10 日-4 月 31 日：圖像預(yù)處理和圖像拼接算法的研究，了解相關(guān)算法并深入學(xué)習(xí) SIFT 和 SURF 算法，利用標(biāo)準(zhǔn)圖像和進(jìn)行算法實(shí)驗(yàn)。5 月 1 日-5 月 20 日：模擬航拍技術(shù)獲得用于算法測試的和圖像，對之前學(xué)習(xí)的算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，并對結(jié)果分析和改進(jìn)算法及參數(shù)。5 月 21 日-6 月 5 日：研究變化檢測算法，利用實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并改進(jìn)算法。6 月 6 日-6 月 20 日：撰寫，準(zhǔn)備答辯相關(guān)材料。本科生畢業(yè)設(shè)

7、計(jì)（）中期檢查表畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展情況一、 3 月份：畢業(yè)設(shè)計(jì)選題論證及完成開題工作，并查閱相關(guān)資料和學(xué)習(xí)圖像處理理論基礎(chǔ)知識；二、 4 月份：首先完成的是圖像預(yù)處理算法的研究，學(xué)習(xí)輻射校正相關(guān)算法，并利用標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行算法實(shí)驗(yàn)；緊接著完成圖像預(yù)處理和圖像拼接算法的研究，了解相關(guān)算法并深入學(xué)習(xí) SIFT 和 SURF 算法，利用標(biāo)準(zhǔn)圖像和進(jìn)行算法實(shí)驗(yàn)，分析了 SIFT 和 SURF 算法的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)。初步研究了圖像變化檢測算法，利用實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生（簽名）：年月日指導(dǎo)教師意見該同學(xué)在查閱了相關(guān)文獻(xiàn)資料和熟悉的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)分析了航拍圖像處理的相關(guān)算法，利用 編寫算法程序，并對算法進(jìn) 試

8、。按照預(yù)定安排完成了相關(guān)內(nèi)容。指導(dǎo)教師（簽名）：年月日本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（）指導(dǎo)教師評語評價(jià)項(xiàng)目評 價(jià) 內(nèi) 容得 分平時(shí)表現(xiàn)（百分制）學(xué)習(xí)、工作態(tài)度；紀(jì)律性；綜合運(yùn)用知識能力（百分制）規(guī)范性；撰寫水平；綜合能力；理論與實(shí)際結(jié)合；創(chuàng)新性評語（特點(diǎn)、改進(jìn)意見等）：該選題有新意，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，的思路清晰，語言流暢簡練，層次結(jié)構(gòu)分明，邏輯性強(qiáng)，文中數(shù)據(jù)、圖表、規(guī)范，文獻(xiàn)正確，科學(xué)性較強(qiáng)。有自己獨(dú)到的觀點(diǎn)，能夠反映出學(xué)生的創(chuàng)造性勞動。中提出了將兩種算法的結(jié)合應(yīng)用的想法，但是并沒有提出具體的實(shí)現(xiàn)方案，可以對這一點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，并在環(huán)境中測試算法。指導(dǎo)教師（簽名）：年月日本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（）評閱教師評語評價(jià)項(xiàng)目評 價(jià) 內(nèi) 容得 分（百分制）規(guī)范性；撰寫水平；綜合能力；理論與實(shí)際結(jié)合；創(chuàng)新性評語（特點(diǎn)、改進(jìn)意見等）：評閱教師（簽名）：年月日本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（）答辯小組評語本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（）成績