慣導輔助圖像特征匹配.pdf

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

2、特征匹配的準確率和時間效率，與此同時，視覺導航計算出的導航參數(shù)可修正慣性導航的導航誤差。圖像匹配是研究視覺/慣導組合導航的關鍵技術，圖像匹配的效果會影響組合導航的準確性和實時性。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，而且匹配的準確率和時間效率仍有提高的空間。慣導數(shù)據可以對圖像匹配進行輔助，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)研究利用慣導對圖像特征匹配

3、進行輔助的原理與方式。慣導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的姿態(tài)數(shù)據輔助圖像特征匹配。其原理是通過慣導的姿態(tài)信息（橫滾角、俯仰角、航向角）計算出慣導坐標系與當?shù)厮阶鴺讼档姆较蛴嘞揖仃?，然后結合速度與加速度計的測量值計算出當?shù)厮阶鴺讼迪碌膽T導的坐標變化，再計算出在慣導坐標系下的慣導的坐標變化，進而利用慣導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下的坐標變化，然后在下一幅圖像中特征點可能的坐標值周圍劃定

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