惯性组合导航系统中的快速景象匹配算法研究 被引量：24

1

作者 陈方 熊智 +1 位作者 许允喜 刘建业 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2308-2316,共9页

在景象匹配辅助导航中,特征点的选取是提高图像匹配速度、精度和鲁棒性的关键之一。景象匹配中要求提取出的特征是那些可靠性高、辨别性强、计算量小的不变特征。提出了基于SIFT特征的导航用快速景象匹配算法。算法首先针对惯性组合导... 在景象匹配辅助导航中,特征点的选取是提高图像匹配速度、精度和鲁棒性的关键之一。景象匹配中要求提取出的特征是那些可靠性高、辨别性强、计算量小的不变特征。提出了基于SIFT特征的导航用快速景象匹配算法。算法首先针对惯性组合导航的工作特点,对SIFT特征点检测及特征点匹配进行了优化设计,然后用RANSAC方法过滤掉错误匹配点,最后,进行最小二乘精确匹配算法获取航向和位置偏差信息。实验分析了算法对不同分辨率图像和不同区域的匹配适应性,抗噪声性能,匹配精度以及实时性,并与基于部分Hausdorff距离的边缘特征景象匹配算法进行了对比。实验结果表明,算法的性能优越,在匹配速度、精度和鲁棒性方面都优于部分Hausdorff距离算法,可以满足景象匹配导航系统匹配修正的高性能要求。 展开更多

关键词 惯性组合导航系统 景象匹配辅助导航 SIFT 图像匹配 特征匹配

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景象匹配辅助组合导航中景象区域适配性研究进展 被引量：14

2

作者 沈林成 卜彦龙 +1 位作者 徐昕 潘亮 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期553-563,共11页

对景象匹配辅助组合导航的关键技术之一——景象区域适配性技术的基本模型、国内外发展现状以及目前有待于继续完善的若干问题进行综述。首先对景象区域适配性涉及的概念、评价指标、关键技术进行综合分析,剖析各环节技术内涵与相互关系... 对景象匹配辅助组合导航的关键技术之一——景象区域适配性技术的基本模型、国内外发展现状以及目前有待于继续完善的若干问题进行综述。首先对景象区域适配性涉及的概念、评价指标、关键技术进行综合分析,剖析各环节技术内涵与相互关系,提出景象区域适配性研究的一般框架;指出目前国内外研究方法中存在的差异,将目标跟踪领域中与景象区域适配性相关的技术成果引入景象区域适配性研究框架中;分析多源图像匹配中景象区域适配性与传感器特性、匹配算法以及应用约束间的制约关系。综述旨在扩展和深化景象区域适配性研究的理论与方法。 展开更多

关键词 景象匹配辅助组合导航 景象区域适配性 匹配概率 匹配精度 特征指标 综合特征量 适配性评价 约束关系

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景象匹配/惯性组合导航精确修正算法 被引量：10

3

作者 熊智 李明星 +1 位作者 冷雪飞 刘建业 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第5期564-567,614,共5页

为了能使景象匹配辅助导航系统在工作时实现对惯导的最优修正,在景象匹配辅助导航系统对惯导修正过程中,引入了卡尔曼滤波技术,并设计了相应的景象匹配/惯性组合导航算法。但在景象匹配过程中会不可避免的会出现匹配错误、匹配精度不够... 为了能使景象匹配辅助导航系统在工作时实现对惯导的最优修正,在景象匹配辅助导航系统对惯导修正过程中,引入了卡尔曼滤波技术,并设计了相应的景象匹配/惯性组合导航算法。但在景象匹配过程中会不可避免的会出现匹配错误、匹配精度不够等问题,为此,基于景象匹配过程中载体机动性能规律,提出了飞行航迹近似为直线的误匹配点剔除方法。利用Visual C++编写完成了景象匹配辅助/惯性组合导航仿真演示系统,对所提出的方法进行了仿真实验。多次实验证明提出的方法能够起到很好的匹配修正效果,具有重要的实际应用价值。 展开更多

关键词 惯性导航 景象匹配辅助导航 卡尔曼滤波 误匹配点

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SAR/INS组合导航中基于SURF的鲁棒景象匹配算法 被引量：9

4

作者 熊智 陈方 +1 位作者 王丹 刘建业 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期49-54,共6页

在SAR/INS组合导航系统中,由于合成孔径雷达采用正侧视成像工作方式,会引起SAR图像的严重变形,而且获取的SAR图像还可能存在严重的斑点噪声。为了适应SAR图像的几何畸变和高斑点噪声影响,需要提取出的图像特征具有较高的鲁棒性。本文提... 在SAR/INS组合导航系统中,由于合成孔径雷达采用正侧视成像工作方式,会引起SAR图像的严重变形,而且获取的SAR图像还可能存在严重的斑点噪声。为了适应SAR图像的几何畸变和高斑点噪声影响,需要提取出的图像特征具有较高的鲁棒性。本文提出了基于SURF的导航用鲁棒景象匹配算法,算法首先针对惯性组合导航的工作特点,对SURF特征匹配进行了改进和优化设计,然后用RANSAC方法过滤掉错误和低精度的匹配点,最后,进行最小二乘精确匹配获取航向和位置偏差信息。通过仿真分析了算法对SAR图像的适应性、抗斑点噪声性能,匹配精度以及实时性,并与基于SIFT特征的景象匹配算法进行了对比。仿真结果表明,所提出算法性能优越,在匹配适应性、鲁棒性、匹配精度及匹配速度方面都优于SIFT算法,可以满足SAR/INS组合导航系统图像匹配修正的高性能要求。 展开更多

关键词 惯性组合导航系统 景象匹配辅助导航 快速鲁棒特征 尺度不变特征变换 图像匹配

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基于二进制比特串描述符的惯性组合导航高速景象匹配算法 被引量：7

5

作者 陈方 许允喜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1238-1243,共6页

针对景象匹配辅助惯性组合导航系统需要快速准确获取飞行器位置、航向偏差的要求,提出了一种基于二进制比特串描述符的高速景象匹配算法,尤其适合于计算资源有限的景象匹配场合.算法首先提取环绕中心极值局部特征,然后计算特征点的二进... 针对景象匹配辅助惯性组合导航系统需要快速准确获取飞行器位置、航向偏差的要求,提出了一种基于二进制比特串描述符的高速景象匹配算法,尤其适合于计算资源有限的景象匹配场合.算法首先提取环绕中心极值局部特征,然后计算特征点的二进制比特串描述符,接着利用描述符之间的汉明距离进行快速特征匹配.最后,利用分组采样一致算法和最小二乘算法获取高准确度的航向和位置偏差信息.景象匹配性能评价实验表明:在匹配适应性、匹配速度、准确度和鲁棒性方面,算法都很优越,在参考图为250×250pixels,实测图为160×160pixels情况下,整个算法的计算约为40ms,可以满足景象匹配导航系统高速匹配修正的要求,优于传统的景象匹配算法. 展开更多

关键词 导航系统 景象匹配辅助导航 二进制比特串描述符 图像匹配

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基于区域协方差的惯性组合导航景象匹配算法 被引量：3

6

作者 许允喜 蒋云良 陈方 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期471-475,共5页

针对景象匹配辅助惯性组合导航系统需要快速准确获取飞行器位置和航向偏差的要求,提出了一种基于区域协方差的实时图像匹配算法.算法采用区域协方差矩阵的距离作为图像匹配时的相似性度量.首先,对图像进行高斯平滑滤波,提取图像的多种... 针对景象匹配辅助惯性组合导航系统需要快速准确获取飞行器位置和航向偏差的要求,提出了一种基于区域协方差的实时图像匹配算法.算法采用区域协方差矩阵的距离作为图像匹配时的相似性度量.首先,对图像进行高斯平滑滤波,提取图像的多种特征计算区域协方差矩阵,利用金字塔多级匹配技术进行全局搜索,获得测试图在参考图中像素级匹配位置.然后,利用全局匹配的结果,在实测图上选取多个局部区域,分别进行局部搜索匹配,获取参考图和实测图中一一对应的局部匹配集.最后,利用RANSAC算法和最小二乘算法计算出两幅图像间的最优相似变换参量.仿真分析表明,该算法能满足景象匹配辅助惯性组合导航系统实时性、精确性和鲁棒性的要求. 展开更多

关键词 导航系统 景象匹配辅助导航 区域协方差 图像匹配 多级匹配

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景象匹配辅助导航在弹道导弹末制导中的应用 被引量：3

7

作者 贾万波 王宏力 杨建飞 《战术导弹技术》 2009年第5期62-65,92,共5页

对景象匹配定位导航的工作原理进行了数学化描述,讨论SINS/SMNS组合导航系统的信息融合算法,重点研究了其中两种信息融合算法:外推法和Lyapunov自适应滤波算法.通过仿真实验表明,景象匹配可有效地减小组合导航系统的位置误差.

关键词 景象匹配辅助导航 组合导航 Lyapunov自适应滤波法 外推法

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GPS拒止条件下的景象匹配导航方法研究 被引量：3

8

作者 李家松 李明磊 +2 位作者 魏大洲 李威 吴伯春 《电子技术应用》 2022年第3期88-93,共6页

提出了一种在GPS拒止条件下使用视觉词袋辅助航空景象匹配导航的方法。在景象匹配导航任务中,基准地图比空中探测的图像具有更大的覆盖范围,当基准地图有大量相似或重复纹理特征出现时,仅依靠特征匹配难以得出正确的对应关系。首先对基... 提出了一种在GPS拒止条件下使用视觉词袋辅助航空景象匹配导航的方法。在景象匹配导航任务中,基准地图比空中探测的图像具有更大的覆盖范围,当基准地图有大量相似或重复纹理特征出现时,仅依靠特征匹配难以得出正确的对应关系。首先对基准卫星影像地图进行区块划片,并利用视觉词袋技术对每一片区块进行编码,利用统计特性计算局部区块特征矢量,即区块特征直方图;然后,对空中探测图像使用同一词袋进行编码,用于从大量候选区块中筛选出初始对应区块;最后,使用尺度不变特征进行精配准并计算飞行器相对位置。实验使用了直升机拍摄的空中影像与高清卫星影像中提取的基准地图进行实验分析,并与先进技术进行比较,结果表明该方法具有良好的匹配可靠性和配准精度,能够在GPS拒止条件下为基于景象匹配的航空飞行器定位需求提供支持。 展开更多

关键词 视觉词袋 飞行器定位 景象匹配 区块匹配 图像配准

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景像匹配辅助导航系统中的图像匹配算法研究 被引量：27

9

作者 熊智 刘建业 +1 位作者 曾庆化 赖际舟 《中国图象图形学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2004年第1期29-34,共6页

图像匹配算法是景像匹配辅助导航系统的核心 ,而且其性能决定了系统的总体性能 ,为了提高景像匹配辅助导航系统导航的实时性和精度 ,就必须选用合适的图像匹配算法 ,为此 ,给出了一种快速有效的基于图像特征的图像匹配算法 ,该算法选用... 图像匹配算法是景像匹配辅助导航系统的核心 ,而且其性能决定了系统的总体性能 ,为了提高景像匹配辅助导航系统导航的实时性和精度 ,就必须选用合适的图像匹配算法 ,为此 ,给出了一种快速有效的基于图像特征的图像匹配算法 ,该算法选用部分 Hausdorff距离作为图像匹配时的相似性度量 ,并利用图像特征提取后的二值化图像进行图像匹配 ,同时在联合了 3种图像匹配加速技术的基础上 ,将邻域技术引入到图像匹配搜索终止条件中 ,从而大大提高了图像匹配效率。仿真结果表明 ,该算法可以保证图像匹配的鲁棒性和有效性 ,同时 ,能有效克服图像噪声和几何畸变的影响。该算法实施景像匹配能够在 5 s以内完成 ,并与 GPS输出周期 (1s)相当 。 展开更多

关键词 景像匹配辅助导航系统 HAUSDORFF距离 图像匹配 图像特征

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基于分支特征点的导航用实时图像匹配算法 被引量：33

10

作者 冷雪飞 刘建业 熊智 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期678-682,共5页

为了满足景象匹配辅助导航系统需要同时获取飞行器位置和航向偏差的需要,提出了一种基于分支特征点提取的图像匹配算法．传统的图像匹配算法需要全局搜索匹配特征点,耗时巨大,而只提取分支特征点来匹配能满足导航系统实时性的要求,在匹... 为了满足景象匹配辅助导航系统需要同时获取飞行器位置和航向偏差的需要,提出了一种基于分支特征点提取的图像匹配算法．传统的图像匹配算法需要全局搜索匹配特征点,耗时巨大,而只提取分支特征点来匹配能满足导航系统实时性的要求,在匹配算法方面,提出了采用加权Hausdorff距离算法来进行匹配．同时,根据分支特征点的特性,推导了相应的权值求解公式．仿真结果表明,本文提出的匹配算法耗时较短,能满足导航系统实时性的要求,且定位参数的求解也完全正确． 展开更多

关键词 加权HAUSDORFF距离 特征点提取 景象匹配辅助导航系统

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景象匹配辅助导航系统中的精确图象匹配算法研究 被引量：6

11

作者 熊智 刘建业 冷雪飞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期680-685,共6页

景象匹配辅助导航系统需要在获取飞行器位置偏差的同时获取飞行器相对预定航迹的航向偏差,即获取实测图相对于参考图之间的旋转变换参数。为此,将最小二乘原理引入景象匹配辅助导航系统以获取图象匹配时的旋转变换参数。由于最小二乘原... 景象匹配辅助导航系统需要在获取飞行器位置偏差的同时获取飞行器相对预定航迹的航向偏差,即获取实测图相对于参考图之间的旋转变换参数。为此,将最小二乘原理引入景象匹配辅助导航系统以获取图象匹配时的旋转变换参数。由于最小二乘原理只能用于一一对应点集的匹配,为此,在给出实时确定图象特征点集一一对应关系方法的基础上引入了最小二乘原理以计算该图象一一对应点集之间的最优相似变换参数,从而构成了应用于景象匹配辅助导航系统的精确图象匹配算法。仿真结果表明,本文研究的精确图象匹配算法在对50个一一对应点对匹配时可以在0.1秒以内完成,且相似参数计算准确,满足了景象匹配辅助导航系统对图象匹配算法准确性和实时性的性能要求。 展开更多

关键词 景象匹配辅助导航系统 最小二乘原理 精确图象匹配算法 旋转变换

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景象匹配辅助导航系统匹配置信度评估方法 被引量：5

12

作者 曲圣杰 潘泉 +1 位作者 赵春晖 程咏梅 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期713-719,共7页

针对景象匹配辅助导航中,由于噪声、云层、摄像机抖动等原因导致的景象匹配可能输出错误匹配结果情况,提出一种基于证据推理的景象匹配末端置信度评估方法。首先建立序列帧时空约束关系,对匹配相关阵中峰值构建辨识框架,计算序列帧对各... 针对景象匹配辅助导航中,由于噪声、云层、摄像机抖动等原因导致的景象匹配可能输出错误匹配结果情况,提出一种基于证据推理的景象匹配末端置信度评估方法。首先建立序列帧时空约束关系,对匹配相关阵中峰值构建辨识框架,计算序列帧对各峰值的置信指派并利用适配因子进行折扣运算,然后采用证据推理组合规则进行融合,最后给出判决准则输出匹配置信度或错误报警。针对Dempster组合规则在序列帧高冲突情况融合错误以及DSmT组合规则多证据融合时正确峰值置信指派难以增大并收敛的问题,提出一种比例冲突再分配DSmT组合规则。采用航拍图像和对应Google earth卫星基准图像的仿真实验验证了评估系统可以有效给出匹配置信度并在发生错误匹配时及时报警。 展开更多

关键词 景象匹配辅助导航系统 证据推理 比例冲突再分配 基本置信指派 置信度评估

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