基于無人機影像的景象匹配系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭越來越趨于自動化無人化。其中，無人機技術(shù)已經(jīng)成為主導(dǎo)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的關(guān)鍵因素。目前，各國都投入了大量的人力物力于無人機領(lǐng)域進行應(yīng)用研發(fā)。由于無人機的應(yīng)用多是需要對實時影像數(shù)據(jù)進行分析的，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，所以基于無人機影像的景象匹配技術(shù)研究具有重要的實際意義。
　　針對無人機實時地形影像與衛(wèi)星地圖匹配這個應(yīng)用，設(shè)計了一種實時的景象匹配系統(tǒng)。首先，采用光流法跟蹤影像中的角點，提出了

2、一種基于角點間距離穩(wěn)定性的跟蹤有效性判斷準(zhǔn)則。通過相鄰幀間的角點對應(yīng)關(guān)系估計影像的背景運動并對無人機影像進行運動補償，消除了背景運動對景象匹配造成的干擾。其次，提取實時影像和其對應(yīng)的基準(zhǔn)圖中的輪廓，通過比較實時圖和基準(zhǔn)圖中輪廓的Hu不變矩特征進行輪廓匹配。其中Hu不變矩特征具有旋轉(zhuǎn)、縮放和平移不變性，十分適合于無人機的景象匹配。進一步提出了輪廓篩選機制，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，針對匹配的輪廓提出了一種估計實

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