一种实用的景象匹配导航仿真验证系统

在景象匹配导航技术研究中针对实时图难以获取的问题,文中提出一种实用的景象匹配导航仿真验证系统方案,该系统可以模拟主要误差源的影响,生成的实时图与真实的飞行数据相比具有非常高的相似性。该仿真系统不仅可以为景象匹配导航技术的研发提供大量可靠的试验数据,并且为系统方案的设计与验证提供实验条件,具有重要的使用价值。     

用于自主导航的SAR/多普勒雷达一体化技术设计

面向复杂电磁环境下不依赖卫星的自主导航作战需求,研究一种多普勒雷达和合成孔径雷达(SAR)成像一体化设计技术。利用多普勒雷达完成高精度测速,测速精度优于0.2%,能实时精确地修正惯性制导的速度累积误差,提升导航精度。采用SAR成像技术通过景象匹配修正惯性制导的位置累积误差,从而实现高精度的完全自主导航。针对一体化技术引入的刚体平台对SAR成像精度的影响,利用惯性制导的瞬时高精度特性,对该平台下SAR成像进行实时补偿,并给出仿真结果。研究结果表明：经补偿后SAR图像方位向分辨率由6.01 m提升至2.88 m,聚焦深度由1.3 dB提升至-30 dB,满足景象匹配修正要求;该一体化技术同时兼顾测速和SAR成像精度,方法有效,满足自主导航作战需求。     

巡航导弹末制导的景象匹配快速算法

快速实时景象匹配在巡航导弹精确攻击目标中起着极重要的作用,文中研究了在保证精度的条件下提高景象匹配速度的问题,文中用Hausdroff距离代替传统的欧氏距离的相似度指标,利用包括二进制编码和十进制编码在内的遗传算法和分别基于频域和空域的分层算法替代全空间逐点搜索.经实验表明,这些算法在保证一定精度的条件下提高了景象匹配的快速性.另外根据不同的快速算法,可区分基准图景象匹配品质的差异,为巡航导弹的航迹规划提供参考.     

景象匹配实时图模拟生成中几何畸变的建模与仿真

景象匹配实时图的模拟生成是巡航导弹末制导系统仿真和景象匹配算法验证的关键技术之一.文中分析了导弹飞行过程中实时图获取时几何畸变产生的原因,建立了基于导弹姿态角偏差和飞行高度偏差的几何畸变模型,给出了实时图模拟生成的方法,实现了具有几何畸变实时图的模拟生成.仿真实验结果验证了方法的有效性和实用性.     

一种基于双向匹配融合的合成孔径雷达景象匹配算法

针对合成孔径雷达（SAR）图像进行景象匹配时因图像差异和斑点噪声造成误匹配的问题,提出了一种基于双向匹配融合的景象匹配算法。采用变形差异相似性测度进行从实时图到参考图的正向匹配;通过选取参考图中易匹配子区,进行基于相位一致性特征强度互相关的从参考图到实时图的反向匹配;对双向匹配的结果进行融合处理,确定最终的匹配位置。实验结果表明,该算法能克服异源SAR图像间的图像差异对匹配的影响,具有较高的匹配精度和较好的鲁棒性。     

图像对数极坐标变换的FPGA实现

为了解决景象匹配系统中引入对数极坐标变换后实时性降低的问题,文中采用FPGA查找表的方法,以Quartus II作为综合仿真平台,运用Verilog描述语言,结合Matlab工具,实现了把64×64像素的灰度图像转换成50×80像素的对数极坐标图的过程,变换时间小于100μs该方法可以作为DSP景象匹配系统的预处理前端,实现对旋转和缩放图像的实时匹配。     

基于惯导信息的图像校正算法研究

针对景象匹配制导系统中弹载摄像机拍摄的实时图相对于弹体中预存的基准图存在较大的变形，严重影响到景象匹配精度的问题，提出一种基于惯导提供的位姿信息的图像校正算法，将弹载摄像机拍摄的实时图转换成与基准图同一个拍摄角度和高度条件下的图像。实验结果表明该算法校正精度高，鲁棒性强，极大地提高了景象匹配的精度。     

景象匹配制导图几何畸变的消除方法研究

景象匹配技术是巡航导弹实现精确末制导的关键,而制导图的匹配性能如何,怎样对制导图进行预处理,特别是消除图像的几何畸变,又严重影响着景象匹配的效果.本文研究了多种消除图像几何畸变的方法,这些方法增强了制导图的适配性,提高景象匹配的正确率.     

景象匹配制导图几何畸变的消除方法研究

景象匹配技术是巡航导弹实现精确末制导的关键，而制导图的匹配性能如何，怎样对制导图进行预处理，特别是消除图像的几何畸变，又严重影响着景象匹配的效果。本文研究了多种消除图像几何畸变的方法，这些方法增强了制导图的适配性，提高景象匹配的正确率。     

巡航导弹航迹控制中景象匹配快速算法研究

为了解决巡航导弹航迹控制中所拍摄的实时图与基准图存在的角度旋转问题,借鉴圆投影旋转不变性的优点,根据实时图自身的特点,提出了环投影匹配算法。采用遗传算法和全空间逐点搜索(穷举法)两种方法对不同大小的基准图就匹配速度和匹配精度进行比较。同时,提出引入方位角和前一帧匹配点对当前匹配点进行预测,剔除误匹配点的方法。仿真结果表明,以上算法在旋转条件下,仍保持了较高的精度和速度。     

一种有效增强景象匹配制导图适配性的方法

景象匹配技术是巡航导弹实现精确末制导的关键，而制导图的匹配性能如何．怎样选择及预处理制导图，又严重影响着景象匹配的效果。从制导图的预处理出发，找到一种有效消除图像灰度畸变的方法，从而增强了制导图的适配性。仿真试验证明，该方法能很好地提高图像的对比度，突出图像特征，提高景象匹配的正确率。     

基于边缘强度特征的景像匹配算法比较分析

设计实现了多种景像匹配算法,经试验分析发现其中Laplacian Nprod和LOG Nprod匹配算法性能优异,从而为研究设计景像匹配算法提供了重要参考.围绕基于边缘检测的多源图像特征提取问题展开研究,重点介绍了Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian和LOG 5种实用的边缘检测算子;设计了多种基于边缘强度特征的景像匹配算法,通过试验分析比较了MAD、MSD及NProd等算法的性能.试验结果表明,Laplacian及LOG边缘强度匹配算法性能最优,具有更高的可靠性,且算法简单、易于实现.     

巡视探测器立体图像匹配技术研究及应用

提出了一种联合使用自适应权值选择匹配窗和邻域差值特征模板的立体匹配算法,针对复杂的非结构化场景,使用该方法进行了立体匹配实验,获得了浓密的视差图,进而进行了三维重建和基于视差估计与补偿的立体图像压缩应用研究。结果表明,该算法结构简单,能够处理复杂的非结构化场景,适合巡视探测器的自主导航和立体图像压缩等任务使用。     

GPS/GLONASS/DR组合定位技术

GPS/GLONASS/DR组合定位是将卫星定位和传感器及里程仪的数据融合,给出最优估计输出,实现目标全球组合定位.分切换式和卡尔曼滤波组合.切换式分GPS/GLONASS和DR模式,若卫星定位信号失效或小于门限值则切换到DR模式.卡尔曼滤波由滤波器处理卫星定位和DR传感器及里程仪的数据,再将车辆位置、行车方向和定位误差等滤波估计值输入地图匹配模块,计算出匹配位置坐标,进行全局最优估计,得出最终的组合定位输出.     

工业CT图像的目标匹配定位方法

工业CT图像的目标匹配定位采用Hausdorff距离作为相似性度量,定义两个点集上的最大/小距离.以Hausdorff CANNY边缘检测算子在求得边缘位置信息同时获得边缘像素点方向信息.并通过CANNY算子提取边缘信息作为匹配特征,利用Hausdorff距离模板匹配,在距离变换空间内实现目标匹配定位.     

基于高程选择的SAR景象匹配系统基准图选择准则

景象匹配技术是飞行器自主精确制导的关键技术之一,随着武器系统日益精确化,影响匹配制导精度的基准图选择得到了广泛的关注.在合成孔径雷达侧视成像机理的基础上,讨论了高程起伏对SAR图像的影响,引入了图像高程方差的概念.同时,以图像匹配的准确性、稳定性、可靠性为考察量,讨论了各特征参数对匹配性能的影响.文中对真实星载SAR图像进行匹配试验的结果表明,此准则是有效的.     

一种基于SIFT特征的序列图像拼接算法

针对序列图像拼接问题，提出一种基于尺度不变特征（SIFT）的自动拼接方法。该方法首先计算图像SIFT特征向量，作为匹配的依据，其次利用SIFT特征进行图像配准，进一步配准的基础上利用图像交叠处距离差来线性融合边缘，取得较好的平滑的镶嵌效果，最后通过对真实场景序列图像进行拼接，实验验证了该方法的有效性．     

云的红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,云的红外图像生成是重要的研究内容,具有重大的军事意义。基于分形技术提出了云的红外图像生成的技术方法,综合考虑云红外辐射的各个因素,建立了较为完善的云的红外辐射模型,基于光学厚度计算出云的辐射亮度。建立分形高度到云光学厚度、云的辐射亮度到图像灰度的两个映射,利用分形技术实现云红外图像生成。经过与实测数据和实拍图像比较,云的红外图像生成方法可行。     

前视红外图像中海岸线与海天线的通用检测方法研究

海岸线与海天线检测作为前视红外成像型反舰导弹末制导技术中的关键技术,通常会受到岛岸、云层、亮带、条状波浪等多种因素干扰。为解决这一问题,提出了一种海岸线与海天线的通用检测方法。对原始图像构建积分图像,采用箱式滤波器来增强海岸线与海天线的边缘特征;逐行滑动统计矩形区域内像素的梯度显著性来确定海岸线与海天线潜在区域,通过潜在区域内逐列寻找显著性最大值点,并对所有的最大值点进行多项式迭代拟合,获得海岸线与海天线的准确位置;基于实际采集的前视红外海面场景图像对该方法进行了验证和分析。结果表明,通用检测方法能够克服岛岸、云层、亮带、条状波浪等复杂背景的干扰,实现海岸线与海天线的检测,场景适应性强,实时性好。