基于HOG的熵流導(dǎo)航方法.pdf

1、航天事業(yè)是衡量一個國家科技水平是否先進(jìn)、國防力量是否強(qiáng)大的重要指標(biāo)之一。導(dǎo)航領(lǐng)域在經(jīng)過不斷的發(fā)展之后,目前已經(jīng)存在許多種常見的導(dǎo)航方法。其中,基于昆蟲視覺的導(dǎo)航方法是目前一個正日益引起關(guān)注的研究對象。視覺導(dǎo)航對硬件要求相對較低,只需要簡單的視覺傳感器即可。同時,它不要借助外部信號進(jìn)行導(dǎo)航,通過計算可以得到真實環(huán)境中物體到攝像機(jī)的距離,從而躲避障礙達(dá)到自主導(dǎo)航的目的。
　　方向梯度直方圖(HistogramofOrientedGra

2、dient,HOG)算子是計算和統(tǒng)計圖像局部區(qū)域梯度直方圖的局部區(qū)域描述符。它基于圖像的局部單元格,并對局部區(qū)域直方圖進(jìn)行歸一化操作,使得它能保持光學(xué)和幾何的不變性,這對刻畫圖像的局部信息十分有用。
　　本文在實驗室項目已有科研成果的基礎(chǔ)上對之前的導(dǎo)航方法進(jìn)行了改進(jìn),提出了基于HOG的熵流導(dǎo)航方法。首先,根據(jù)熵圖和熵流的概念,結(jié)合HOG描述子強(qiáng)大的描述局部信息的能力,重新定義了熵圖的計算方式,并給出了構(gòu)造熵圖的詳細(xì)步驟;隨后根據(jù)熵

3、圖計算出熵流,得到導(dǎo)航過程中信息的流動,并將熵流作為輸入?yún)?shù)帶入六參數(shù)運動估計模型進(jìn)行全局運動估計,獲得導(dǎo)航的運動估計參數(shù)。由于在運動估計中使用了最小二乘法,會引入噪聲數(shù)據(jù),所以在導(dǎo)航的最后對全局運動估計的結(jié)果進(jìn)行卡爾曼濾波以得到優(yōu)化的運動估計參數(shù)。
　　經(jīng)過前面的理論研究,隨后在MATLAB平臺上進(jìn)行了仿真實驗。首先給出了原圖和利用HOG描述子對圖像進(jìn)行描述之后的對比圖,然后給出了通過使用HOG進(jìn)行熵流導(dǎo)航的效果。通過對結(jié)果的分