基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法及飞行器技术

本发明专利技术提供了一种基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法及飞行器，该方法包括：将实时图和基准图分别进行正射影像校正，统一实时图和基准图的缩放尺寸；分别获取实时图的第一投影和量化梯度方向直方图以及基准图的第二投影和量化梯度方向直方图；对第一和第二投影和量化梯度方向直方图的相似度进行检测，在第二与第一投影和量化梯度方向直方图的汉明距离最大值的位置，汉明距离最大值所在的位置即为实时图在基准图中的图像匹配位置；将图像匹配位置转换到无人机所在位置作为观测量，基于观测量构建卡尔曼滤波器以实现无人机的惯性视觉组合导航定位。应用本发明专利技术的技术方案，以解决现有技术中异源图像之间难以实现准确稳定匹配的技术问题。准确稳定匹配的技术问题。准确稳定匹配的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法及飞行器


[0001]本专利技术涉及计算机视觉研究
，尤其涉及一种基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法及飞行器。

技术介绍

[0002]图像匹配所使用的参考图为可见光卫星影像，实时图一般采用可全天时工作的红外图像，属于典型的异源图像匹配技术。与同源图像匹配不同，异源图像由于成像机理的不同，即使在同一场景下所拍摄到的图像差异也会很大，因此需要针对异源图像匹配进行特别处理。同时，随着飞行器的飞行姿态变化，相机拍摄实时图并非正下视，所成实时图像与预先装载在飞行器上的正射参考图影像之间存在尺度、旋转、仿射和透视等几何变换，所以在匹配之前，需要对图像进行一定的预处理校正操作，同时还需要考虑到所设计的匹配算法对校正过后仍然存在的一定程度上的图像几何形变的不变性。然而，在现有视觉匹配中，异源图像之间难以实现准确稳定匹配，因此组合导航算法自主性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法及飞行器，能够解决现有技术中异源图像之间难以实现准确稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法，其特征在于，所述基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法包括：利用惯导姿态信息以及激光测距高度信息将实时图和基准图分别进行正射影像校正，统一所述实时图和所述基准图的缩放尺寸；分别获取所述实时图的第一投影和量化梯度方向直方图以及所述基准图的第二投影和量化梯度方向直方图；基于相似性测量原理对所述第一投影和量化梯度方向直方图和所述第二投影和量化梯度方向直方图的相似度进行检测，在所述第二投影和量化梯度方向直方图中检索与所述第一投影和量化梯度方向直方图的汉明距离最大值的位置，所述汉明距离最大值所在的位置即为所述实时图在所述基准图中的图像匹配位置；将所述图像匹配位置转换到无人机所在位置并作为观测量，基于所述观测量构建卡尔曼滤波器以实现无人机的惯性视觉组合导航定位。2.根据权利要求1所述的基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法，其特征在于，获取所述实时图的第一投影和量化梯度方向直方图具体包括：对所述实时图进行高斯滤波；采用Sobel算子提取高斯滤波后的所述实时图的灰度图像梯度特征以获取实时图的梯度图像；基于所述实时图的梯度图像，统计所述实时图的梯度直方图；对所述实时图的梯度直方图进行投影和量化以获取第一投影和量化梯度方向直方图；获取所述基准图的第二投影和量化梯度方向直方图具体包括：对所述基准图进行高斯滤波；采用Sobel算子提取高斯滤波后的所述基准图的灰度图像梯度特征以获取基准图的梯度图像；基于所述基准图的梯度图像，统计所述基准图的梯度直方图；对所述基准图的梯度直方图进行投影和量化以获取第二投影和量化梯度方向直方图。3.根据权利要求1所述的基于异源图像匹配的惯性视觉组合导航定位方法，其特征在于，所述实时图和所述基准图均可根据实现正射影像校正，其中，校正，其中，为非正射影像，为正射影像，为空间点P在世界坐标系中的齐次坐标，z
c
为空间点P在摄像机坐标系中的坐标的z分量，f为光学系统主距，s
c
为图像传感器上列方向上相邻像素之间的距离，s
r
为图像传感器上行方向上相邻像素之间的距离，[c
c
,c
r
]
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚克军，扈光锋，裴新凯，段昊雨，明丽，王大元，庄广琛，刘崇亮，王海军，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：