基于圖像特征的景象匹配輔助導航系統(tǒng)中的關鍵技術研究.pdf

1、本文開展了基于圖像特征匹配的景象匹配輔助導航系統(tǒng)中的關鍵技術研究，并通過仿真平臺和實驗對提出的理論、算法和方案進行了驗證。 本文分析了適用于景象匹配輔助導航系統(tǒng)的圖像匹配算法的要求，即精確性、實時性和魯棒性。提出了適用于景象匹配輔助導航系統(tǒng)的加權Hausdorff距離圖像匹配算法，并給出了具體的權值求解公式。同時，從提高組合導航系統(tǒng)的實時性和魯棒性的要求出發(fā)，針對特征點數據庫信息冗余的問題，提出了提取邊緣特征二值圖的分支特征點

2、的圖像預處理方法，并結合加權Hausdorff距離算法進行圖像匹配，建立了一套基礎性的圖像匹配理論和算法。 針對圖像匹配全局搜索影響匹配速度的問題，本文引入了遺傳算法來加速圖像匹配的搜索過程，并將其與加權Hausdorff距離圖像匹配算法有效的結合，快速尋優(yōu)搜索最佳匹配點。同時，考慮到加權Hausdorff距離圖像匹配算法僅能精確到象素級的不足，本文還利用分支特征點進行最小二乘運算來進一步提高系統(tǒng)的精確性。在此基礎上，本文提出

3、并系統(tǒng)的闡述了一種適用于景象匹配輔助導航系統(tǒng)的多級匹配算法的原理和具體的實現思路，從總體上提高了景象匹配輔助導航系統(tǒng)的精確性、實時性和魯棒性。 當景象匹配輔助導航系統(tǒng)處于搜索狀態(tài)時，系統(tǒng)具有較大的初始誤差，此時，由于實測圖和參考圖之間存在較大的幾何畸變，以上提出的圖像匹配算法對此修正有限。因此，本文從空間轉換的思路出發(fā)，引入了對數極坐標變換思想，結合慣性導航系統(tǒng)本身的誤差漂移特性，提出并系統(tǒng)的闡述了基于圖像特征提取的中心點及其

4、4-鄰域對數極坐標變換圖像匹配算法的原理和具體的實現方案，能夠在初始階段有效的克服旋轉和尺度變化對圖像匹配精確性的影響，并為以后的加權Hausdorff距離圖像匹配算法提供一個基準。 為了進一步擴大景象匹配輔助導航系統(tǒng)的應用范圍，本文提出了一種SAR/INS/TERCOM組合導航系統(tǒng)的實現方案，同時也解決了圖像匹配不能提供高度量測值的問題。并且，本文針對實際的圖像匹配信息輸出、地形匹配信息輸出各自均非等間隔、信息滯后的問題，提

5、出了相應的多信息融合濾波算法，從而滿足了SAR/INS/TERCOM組合導航系統(tǒng)的實際應用需要，為圖像匹配實際應用到組合導航系統(tǒng)中而產生的濾波問題提供了一個工程化的解決方案。 本文搭建了應用景象匹配進行輔助導航的組合導航系統(tǒng)仿真平臺，根據工程實際情況，開展了景象匹配輔助導航仿真系統(tǒng)的實現和驗證圖像匹配算法的研究。闡述了仿真平臺的主要結構和功能模塊，并將本文提出的圖像匹配算法和濾波算法內嵌入仿真平臺中去，實驗進一步驗證了算法的有