慣導(dǎo)輔助圖像特征匹配.pdf

1、慣性導(dǎo)航屬于自主導(dǎo)航，能夠同時輸出多種導(dǎo)航信息，但是存在累積誤差的影響。視覺導(dǎo)航是一種通過視覺傳感器得到圖像，然后對圖像進(jìn)行相應(yīng)分析和處理，得到導(dǎo)航參數(shù)的技術(shù)，視覺導(dǎo)航具有精度高、成本低、抗電磁的干擾能力強等優(yōu)點，但存在數(shù)據(jù)量大的缺點，同時環(huán)境變化也會影響圖像處理的質(zhì)量，進(jìn)而影響導(dǎo)航的精度。視覺與慣導(dǎo)組合導(dǎo)航具有良好的自主性和互補性，目前已逐漸成為導(dǎo)航領(lǐng)域的新的研究熱點，是導(dǎo)航的一個重要的發(fā)展方向。利用慣導(dǎo)的測量數(shù)據(jù)可提高視覺導(dǎo)航中圖像

2、特征匹配的準(zhǔn)確率和時間效率，與此同時，視覺導(dǎo)航計算出的導(dǎo)航參數(shù)可修正慣性導(dǎo)航的導(dǎo)航誤差。圖像匹配是研究視覺/慣導(dǎo)組合導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，圖像匹配的效果會影響組合導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和實時性。傳統(tǒng)的圖像匹配算法雖然具有多種魯棒性，可以應(yīng)對多種環(huán)境因素的影響，但是，其魯棒性并非全面，而且匹配的準(zhǔn)確率和時間效率仍有提高的空間。慣導(dǎo)數(shù)據(jù)可以對圖像匹配進(jìn)行輔助，從而提高匹配的正確率和時間效率。論文主要研究工作如下:
　　(1)研究利用慣導(dǎo)對圖像特征匹配

3、進(jìn)行輔助的原理與方式。慣導(dǎo)輔助圖像特征匹配可通過兩種方法實現(xiàn)，第一種方法是通過慣導(dǎo)的姿態(tài)數(shù)據(jù)輔助圖像特征匹配。其原理是通過慣導(dǎo)的姿態(tài)信息（橫滾角、俯仰角、航向角）計算出慣導(dǎo)坐標(biāo)系與當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系的方向余弦矩陣，然后結(jié)合速度與加速度計的測量值計算出當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系下的慣導(dǎo)的坐標(biāo)變化，再計算出在慣導(dǎo)坐標(biāo)系下的慣導(dǎo)的坐標(biāo)變化，進(jìn)而利用慣導(dǎo)與相機間的檢校參數(shù)，推算出圖像中的特征點在圖像坐標(biāo)下的坐標(biāo)變化，然后在下一幅圖像中特征點可能的坐標(biāo)值周圍劃定

4、一個范圍，在這一范圍內(nèi)尋找特征點，若找到特征點則與上一幅圖像中對應(yīng)的特征點進(jìn)行匹配，以此類推，找到所有能夠匹配的特征點對，完成特征匹配。
　　(2)第二種慣導(dǎo)輔助圖像特征匹配的方式是利用慣導(dǎo)的原始數(shù)據(jù)輔助圖像特征匹配。其原理是通過慣導(dǎo)的陀螺儀在各軸的角速率循環(huán)計算方向余弦矩陣，然后結(jié)合加速度計的測量值計算慣導(dǎo)在當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系下的坐標(biāo)變化，再計算出慣導(dǎo)在慣導(dǎo)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)變化，進(jìn)而利用慣導(dǎo)與相機之間的檢校參數(shù)計算出圖像中特征點的坐標(biāo)