圖像匹配導航定位技術

《圖像匹配導航定位技術》是2021年華中科技大學出版社出版的圖書，作者是田金文，田甜。

基本介紹

• 中文名：圖像匹配導航定位技術
• 作者：田金文，田甜
• 類別：工業技術
• 出版社：華中科技大學出版社
• 出版時間：2021年3月
• 頁數：187 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787568060073

內容簡介

本書全面總結了作者20餘年在自主導航技術方面的研究成果，部分算法已得到工程方面的套用。全書共分為14章，內容涵蓋了可見光圖像匹配、紅外圖像匹配和合成孔徑雷達(synthetic aperture radar，SAR)圖像匹配定位技術。

圖書目錄

第1章緒論(1)

1.1自主導航套用的需求分析(1)

1.2自主導航技術的概念以及國內外研究概況和發展趨勢(2)

1.2.1空間飛行器自主導航技術(2)

1.2.2空間飛行器導航分類(3)

1.2.3國內外在導航技術領域的研究現狀與發展趨勢(4)

第2章下視圖像匹配導航技術(10)

2.1圖像匹配的三要素(12)

2.2特徵空間研究(13)

2.3相似性測度的研究(17)

2.4搜尋空間和搜尋策略(18)

2.5匹配結果決策(19)

2.5.1多幀匹配的結果決策(21)

2.5.2飛行器空間位置反算(24)

2.5.3實驗及其分析(26)

第3章基於局部熵差的圖像匹配方法(28)

3.1算法及計算機仿真(28)

3.1.1圖像的局部熵(29)

3.1.2匹配算法(29)

3.1.3實驗結果與討論(30)

3.1.4結論(32)

3.2理論分析(33)

3.2.1熵差小法圖像匹配原理(33)

3.2.2定義與一般約定(34)

3.2.3實時圖含有噪聲的精度分析(34)

3.2.4實時圖含有噪聲的匹配機率分析(36)

3.2.5結果分析與結論(37)

3.2.6實驗結果與討論(38)

第4章改進型局部熵差匹配算法(40)

4.1改進型局部熵差匹配算法(40)

4.2匹配算法(43)

4.3實驗結果與討論(44)

第5章匹配算法的可信度定量分析(48)

5.1匹配算法的性能評價方法(48)

5.1.1實時圖的幾何失真對匹配算法性能的影響(49)

5.1.2參考圖的信噪比對匹配算法性能的影響(50)

5.1.3實時圖的大小變化對匹配性能的影響(51)

5.1.4幾何形變和噪聲兩個因素對匹配性能的影響(52)

5.2匹配可信度的定量分析(54)

5.2.1匹配可信度的定量分析方法(54)

5.2.2匹配可信度的定量分析實驗結果(54)

第6章匹配算法的可靠性分析(55)

6.1實時圖幾何失真的模擬產生算法(55)

6.1.1幾何形變的實現方法(55)

6.1.2各類幾何形變的控制點位置(57)

6.2實驗結果與討論(57)

第7章參考圖與實時圖可匹配度的定量評估方法研究(60)

7.1參考圖可匹配度的定量評估(60)

7.1.1影響參考圖可匹配性的因素分析(60)

7.1.2如何評價參考圖的可匹配度(64)

7.1.3參考圖可匹配度的定量評價方法(70)

7.2實時圖和參考圖的相似性評估準則(71)

7.2.1相關性準則(71)

7.2.2其他相似性準則(72)

7.2.3實驗結果及討論(72)

7.3參考圖和實時圖的質量評價方法(74)

7.3.1實時圖對匹配機率和匹配精度的影響分析(74)

7.3.2實時圖和參考圖的質量評價方法(75)

7.3.3實時圖和參考圖質量評價的實驗結果(76)

7.3.4局部熵差相關匹配算法對參考圖和實時圖的基本要求(94)

第8章SAR圖像匹配定位技術(95)

8.1國內外研究現狀(96)

8.2圖像匹配性能評價指標(98)

8.2.1匹配誤差與匹配精度(98)

8.2.2匹配機率(99)

8.2.3匹配圓機率誤差(99)

8.3圖像匹配的相似性度量準則(100)

第9章多模圖像匹配方法的最佳化、並行實時實現(101)

9.1基於圖像小波金字塔疊代求精的快速搜尋策略研究(101)

9.1.1小波變換理論與圖像的多解析度表示(101)

9.1.2小波疊代求精匹配算法(WIRA)搜尋示意圖(104)

9.1.3小波疊代求精匹配算法流程(105)

9.1.4小波疊代求精匹配算法複雜性分析(106)

9.1.5實驗結果(107)

9.2基於圖像FFT域的快速匹配算法研究(108)

9.2.1快速傅立葉變換(109)

9.2.2線性相關和線性相關的快速計算(109)

9.2.3基於FFT的線性相關的快速算法(109)

9.2.4基於FFT加速的去均值歸一化互相關算法(111)

9.2.5實驗結果(112)

9.3基於進化最佳化計算的快速搜尋策略研究(112)

9.3.1遺傳算法的基本原理與流程(113)

9.3.2遺傳算法的基本構成要素(114)

9.3.3基於遺傳算法的合成孔徑雷達圖像與衛星光學

圖像匹配(116)

9.3.4實驗結果(117)

第10章基於HOG描述子的SAR圖像與可見光圖像匹配算法(118)

10.1特徵提取(119)

10.1.1邊緣特徵提取(119)

10.1.2HOG描述子的提取(121)

10.2基於HOG描述子的特徵匹配(123)

10.3基於HOG描述子的SAR圖像與可見光圖像匹配算法流程(124)

10.4試驗及結果分析(125)

10.4.1不同梯度運算元及特徵向量維數對匹配性能的影響(126)

10.4.2不同特徵提取方法的圖像匹配試驗(127)

10.4.3不同地貌景物的圖像匹配試驗(129)

第11章基於改進SIFT的SAR與可見光圖像匹配控制點定位算法(133)

11.1局部不變特徵描述子的提取(133)

11.1.1SIFT算法原理(134)

11.1.2改進SIFT特徵的提取與描述(135)

11.2特徵匹配(137)

11.2.1近鄰方法(137)

11.2.2改進SIFT特徵算法的匹配方法(138)

11.2.3RANSAC算法(138)

11.3基於改進SIFT算法的SAR圖像與可見光圖像局部精匹配

算法流程(139)

11.4試驗及結果分析(141)

11.4.1不同特徵點提取方法對匹配性能的影響(141)

11.4.2改進SIFT算法對不同區域的匹配適應性分析(146)

第12章飛行器空間位置反演的幾何模型研究(150)

12.1彈載合成孔徑雷達成像特性分析(150)

12.2空間位置反演的幾何模型(151)

12.2.1SAR的構象模型(153)

12.2.2F.Leberl數學模型(153)

12.3基於F.Leberl構象模型的空間位置反演(154)

12.3.1基於匹配控制點的飛行器空間位置反演的基本原理(155)

12.3.2飛行器位置反演的約束條件與反演方程(156)

第13章基於SAR構像方程的反演模型求解(157)

13.1飛行器位置反演方程的求解(157)

13.2飛行器位置反演方程的線性化與求解(157)

13.3基於小誤差求優的飛行器位置反演方程的求解(159)

13.3.1目標函式的凹凸性分析(161)

13.3.2飛行器位置反演方程求解初值的確定(162)

13.3.3高斯牛頓法(163)

第14章反演模型求解的誤差補償(169)

14.1基於圖像運動模型的SAR圖像匹配定位補償技術(171)

14.2基於仿射運動模型的SAR圖像匹配定位補償技術(172)

14.2.1仿射運動模型(172)

14.2.2圖像強度變化(173)

14.2.3疊代求精(174)

14.2.4疊代收斂證明(174)

14.3基於加權函式的SAR圖像匹配定位誤差補償(174)

14.3.1SAR圖像運動模型的加權函式(175)

14.3.2基於已知DEM地理信息的運動模型加權(176)

14.4實驗結果與討論(177)

參考文獻(181)

作者簡介

一直從事目標識別和組合導航等方面的教學和研究工作。發表SCI檢索論文100餘篇，申請專利30餘項。已主持完成國家自然基金、科技部863項目、武器裝備預先研究基金、軍口863項目、民用航天項目、航天支撐項目以及與航天三院等有關院所協作課題60餘項，研究成果在多個武器型號中得到成功套用。國防重點項目“下視景象匹配系統”於1999年獲*科技進步一等獎，國防重點項目“彈載圖像實時信息處理系統”2005年獲國防科工委科技進步二等獎，863項目“CASM Image Info一體化遙感綜合處理平台及工程套用”於2006年獲測繪科技進步一等獎，國防重點項目“實時自動目標識別信息處理系統”於2007年獲*科技進步一等獎，國防重點項目“實時自動目標識別信息處理系統”於2008年獲*科技進步一等獎；國家重大工程項目“遙感測圖業務平台研製及重大工程套用”於2009年獲國家科技進步二等獎，國防重點項目“基於仿生學的戰場光電信息感知系統”於2011年獲中國船舶工業集團公司科技進步二等獎，國防基礎科研項目“高速移動下的視頻編碼與無線傳輸的關鍵理論、方法研究”於2011年獲湖北省自然科學二等獎。國防基礎科研項目“高性能紅外成像關鍵技術研究及其套用”於2013年獲湖北省科技進步一等獎，民用航天計畫項目“高幀頻、大面陣紅外成像關鍵技術及裝備”於2013年獲*發明二等獎。總裝探索項目“基於多孔徑光學陣列的多目標跟蹤系統”於2014年獲中國船舶工業集團公司科技進步一等獎、於2015年獲國防科學技術進步獎二等獎。“高效高精準圖像匹配理論及其套用研究”2018年獲湖北省自然科學一等獎。