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《电子科技大学》 2020年
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基于图像匹配的目标定位关键技术研究

王子豪  
【摘要】:无人机在执行侦察任务时,需要对目标进行快速精确的定位,定位速度的快慢和定位的精度的高低直接决定了任务的成败。传统机载光电设备目标定位方法误差来源多且易受到环境干扰,不能完全满足任务需要。随着图像匹配技术的深入研究,开展基于图像匹配技术的目标定位的算法的研究对机载航空电子技术发展具有重要意义。论文以大视角图像匹配算法作为研究重点,进行了大视角目标精确定位技关键技术的研究。论文首先设计了基于图像匹配的目标定位系统的总体方案,通过将目标实测图像与机载参考图像进行匹配实现目标定位,设计了本文提出的目标定位算法的总体方案,在室内环境下,验证目标定位算法的可行性,在室外真实环境下,验证目标定位算法的实用性,并对目标定位的定位误差进行分析。为了从无人机实测图像中将目标区域提取出来,为本文后续目标定位打下基础,本文首先提出了基于目标实测图像的快速目标区域提取算法,通过对目标实测图像进行快速图像匹配以及优化匹配结果,从而从实测图像中快速提取出待定位目标。为了实现在机载参考图像中对目标的精确定位,本文进一步研究了基于位姿信息辅助的大视角快速匹配算法,通过将具有较大视角差异的无人机实测图像与机载标定卫图进行图像匹配,获取目标实测图像与机载标定卫图之间的像素坐标对应关系,为本文后续目标精确定位打下基础。为了最终实现在目标定位,本文在在上述研究的基础上提出了目标定位算法,在实测图像上提取的有效目标区域内选取目标像点作为待定位像素,通过大视角图像匹配获取无人机实测图像和标定卫图的单应性转换矩阵,最后将目标像点映射到标定卫图上实现目标定位。
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