基于無(wú)人機(jī)影像的景象匹配系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)越來(lái)越趨于自動(dòng)化無(wú)人化。其中，無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為主導(dǎo)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素。目前，各國(guó)都投入了大量的人力物力于無(wú)人機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用研發(fā)。由于無(wú)人機(jī)的應(yīng)用多是需要對(duì)實(shí)時(shí)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的，并且絕大多數(shù)的應(yīng)用是以景象匹配技術(shù)為基礎(chǔ)的，所以基于無(wú)人機(jī)影像的景象匹配技術(shù)研究具有重要的實(shí)際意義。
　　針對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)地形影像與衛(wèi)星地圖匹配這個(gè)應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種實(shí)時(shí)的景象匹配系統(tǒng)。首先，采用光流法跟蹤影像中的角點(diǎn)，提出了

2、一種基于角點(diǎn)間距離穩(wěn)定性的跟蹤有效性判斷準(zhǔn)則。通過(guò)相鄰幀間的角點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系估計(jì)影像的背景運(yùn)動(dòng)并對(duì)無(wú)人機(jī)影像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，消除了背景運(yùn)動(dòng)對(duì)景象匹配造成的干擾。其次，提取實(shí)時(shí)影像和其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)圖中的輪廓，通過(guò)比較實(shí)時(shí)圖和基準(zhǔn)圖中輪廓的Hu不變矩特征進(jìn)行輪廓匹配。其中Hu不變矩特征具有旋轉(zhuǎn)、縮放和平移不變性，十分適合于無(wú)人機(jī)的景象匹配。進(jìn)一步提出了輪廓篩選機(jī)制，減少了參與匹配的輪廓數(shù)目，提高了系統(tǒng)的匹配效率。然后，針對(duì)匹配的輪廓提出了一種估計(jì)實(shí)

3、時(shí)圖和基準(zhǔn)圖間變換關(guān)系的方法。主要是利用對(duì)應(yīng)輪廓的質(zhì)心，外接矩形和矩形的形心三個(gè)特征計(jì)算出實(shí)時(shí)圖和基準(zhǔn)圖間的旋轉(zhuǎn)角度，縮放比例和位移量。這種方法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單計(jì)算量小可以很好滿足無(wú)人機(jī)應(yīng)用的實(shí)時(shí)性要求。最后，設(shè)計(jì)了匹配正確性判斷準(zhǔn)則，對(duì)于不能正確匹配的情況利用Kalman濾波對(duì)實(shí)時(shí)圖與基準(zhǔn)圖間的變換關(guān)系進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
　　本文首先對(duì)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的景象匹配技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹;其次，簡(jiǎn)述了系統(tǒng)中用到的經(jīng)典算法和設(shè)計(jì)思想;給出了系統(tǒng)的總體