景像匹配仿真中基准图的制备方法研究

为了提高景像匹配仿真的有效性、可靠性,设计了一种实用的景像匹配仿真基准图制备方法。给出了该方法的基本原理及实现思路,定义了其中了匹配区分析准则参数及基准图生成准则参数,主要有图像方差、独立像元数、相似长度、边缘密度、匹配百分比、边缘质心偏度,构建了基准图分析与生成软件平台。应用实验验证了该方法的有效性及实用性。     

图像匹配综合实验与仿真系统研究

结合景像匹配制导领域研究的主要内容,设计并实现了一个多源图像匹配综合实验与仿真系统.介绍了系统的结构组成及工作原理,分析了系统的主要功能,从仿真策略、基准图制备、实时图生成三个方面给出了该系统采用的关键技术方案.应用实验表明,该系统运行可靠,为图像匹配相关应用领域的研究提供了良好的技术支持.     

景像匹配仿真中实时图的仿真生成

实时图的仿真生成是景像匹配仿真研究中的重要内容之一。系统研究了实时图仿真中的各种畸变模型的建立问题。分析了实时图与基准图之间存在的主要差异,设计了包括噪声干扰、几何畸变、灰度畸变等形式的10种畸变模型,给出了相应的实验结果。通过匹配仿真实验验证了这些模型在匹配算法性能评估及基准图可匹配性检验中的实用意义。     

总磁场强度梯度模作为匹配特征量的基准图制备技术

基准图制备是地磁匹配制导的关键技术之一。提出用总磁场强度梯度模作为地磁匹配特征量,根据研究的实际需要,从四个方面分析了地磁场梯度模作为匹配特征量的优势;在选定区域制作了以总磁场强度梯度模作为特征量的基准图,在基准图上提取了特征参数并进行了分析。结果表明:在选定区域,以总磁场强度梯度模作为特征量生成的基准图特征丰富、起伏程度大,较之以地磁总场强度为特征量生成的基准图优势明显。     

一种地磁匹配制导基准图制备方法及其有效性评价

针对地磁匹配制导基准图制备的需求,采用Surfer8.0软件提供的12种插值算法对选定区域离散总磁场强度测量值进行了网格化处理,生成所需的地磁基准图;提出了适用于地磁匹配制导的数据网格化有效性评价标准,并依据所提出的评价标准对使用12种方法所生成的地磁基准图进行了评价.结论表明:在选定区域,克里格法和径向基函数法生成网格化数据指标较好,这两种方法可以生成精度较高的网格化数据.     

全天候景像匹配实时图模拟生成的建模与仿真

研究了导弹的姿态变化、光照强度、地形起伏、气象条件和图像增强型CCD相机特性等因素对景像匹配实时图成像的影响，建立了景像匹配实时图模拟生成的三个关键数学模型：几何畸变模型、辐射畸变模型和相机畸变模型，提出了一个完整的蕴含LOWTRAN-7计算内核和图像增强型CCD后段仿真的总体方案，并开发了一个功能强大的仿真实时图生成系一SMRT-SS。     

基于相似度比较的图像灰度匹配算法研究

为提高图像灰度匹配算法的匹配性能,分析了常用的图像相似度比较方法,从实际应用出发,提出了一种简化的归一化积相关度量方法。针对景像匹配末制导,设计了先粗后精的匹配控制策略,实现了归一化积相关图像匹配算法的有效加速,并给出了简化的快速算法的基本设计思想。通过大量的匹配仿真实验,系统分析了算法对灰度畸变、噪声干扰、几何旋转畸变以及制导图大小的适应性。仿真实验结果验证了所给匹配控制策略的有效性、实用性以及算法的优越性。     

一种实用的景象匹配仿真方法

设计了一种实用的景象匹配仿真方法。用该方法对匹配算法进行性能评估，可提高所获取的算法性能参数的可信度。基于对特定匹配算法的性能参数进行分析，提出了一种面向景象匹配制导的基准图可匹配性检测方法，为匹配区基准图的选定提供了新的度量参数。仿真比较实验结果验证了本文仿真方法的实用性、有效性。     

基于自适应上下文信息的目标相对定位方法

针对成像末制导中地面固定目标识别难度大的问题,基于最稳定极值(maximally stable external region, MSER)区域提出一种新的相对定位识别算法。提取基准图中目标周围具有尺度和仿射不变特性的MSER特征,根据权重指数自适应选取一定数量的MSER特征作为上下文地标。提取实时图中的MSER特征,与上下文地标基于规则化互相关准则进行特征匹配,利用双层匹配矫正策略减少误匹配,得到匹配特征对。提取匹配特征对的中心点作为参考点求解基准图与实时图之间的空间映射关系,进而利用最小二乘拟合一次多项式计算实时图中目标的位置坐标。实验结果表明,针对复杂地面场景,该方法的最大相对定误差不大于3个像素。基本满足成像末制导对自动目标识别算法稳健性好、识别精度高、抗干扰能力强等要求。     

基于复数小波变换的景像匹配算法

讨论了一种基于复数小波变换的景像匹配算法 ,并以此算法为基础给出了一个高效的景像匹配模型。依据生物视觉的空间频域通路思想 ,利用复数小波移动不变性 (shiftinvariance)和实数离散小波快速算法 (Mallat快速算法 )将图像分解成多层 ,模拟生物视觉的感知过程 ,分别在高、低空间频域内进行了由粗到精的快速匹配。通过实验证明 ,与传统的景像匹配算法相比具有速度快、匹配概率高、抗干扰能力强等优点。     

结合边缘和统计特征的末制导SAR图像匹配

提出一种用于末制导的合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）图像实时匹配方法。考虑参考图与实时图尺度、方向等差异,制备多幅参考图像,基于最小错误概率准则,对每幅参考图像提取边缘,由边缘图形成用于匹配的包含边缘两侧地物区域信息的参考模板。提出一种利用边缘信息和SAR图像统计特性的相似性度量准则。采用金字塔分层结构的搜索策略,提高了匹配速度。该方法综合利用了边缘和灰度统计信息,避免了对实时图的边缘提取。实验验证了算法的有效性。     

基于蒙特卡罗模拟的景象匹配性能仿真

提出并实现了基于蒙特卡罗模拟的景象匹配仿真系统,为自动分析模块选择出的景象匹配区提供了验证平台。讨论了实时图的定位和产生方法,并且详细分析了仿真过程。最后利用仿真系统研究了飞行器处于不同的巡航高度时,基准图匹配性能的变化情况。     

基于高分辨距离像的目标姿态角估计算法

目标的姿态角是目标运动状态的一个重要参数,在目标监控、目标跟踪、目标识别、导弹制导律设计等多个领域都有着很广泛的应用。不同于传统的利用图像传感器得到光学图像估计目标姿态角的方法,针对有翼导弹等弹体目标跟踪应用中的姿态角估计问题,利用高分辨雷达得到的距离像,给出了姿态角估计的流程,提出了基于距离像匹配及运动状态滤波辅助的估计算法,并针对一个导弹末端机动场景实现了姿态角的连续跟踪,验证了本文提出的姿态角估计算法的可行性。     

基于景象匹配的航摄影像二维定位方法

针对目前无人机基于景象匹配对目标定位精度低与速度慢,以及依赖任务设备的问题,提出了一种基于景象匹配的航摄影像二维定位方法。首先进行任务规划,来获取某固定区域的航摄影像。然后基于特征匹配算法来完成景象匹配。最后提出坐标解算及底图生成方法,来实现航摄影像二维定位。实验结果表明该方法提高了定位精度与速度,减小了对任务设备的依赖。因此,所提方法是一种有效的基于景象匹配的目标定位方法。     

合成孔径雷达景象匹配中制导导弹定位

研究了合成孔径雷达景象匹配中制导中的导弹定位问题。部分孔径成像是景象匹配中制导合成孔径雷达有效的成像模式,为便于利用多匹配点定位,提出了聚焦多普勒波束锐化成像方法。建立了基于匹配点距离差和多普勒差,并考虑了高度、速度和匹配点位置测量误差的定位模型。推导了位置估计的克拉美-罗下限（Cramer-Rao lower bound, CRLB）。提出了一种基于最小二乘的闭式求解算法。理论分析表明,在一定近似条件下,这一算法的估计精度到达CRLB。仿真分析了各种误差因素对CRLB的影响,验证了算法的理论分析结果及其有效性。     

基于快速鲁棒性特征的景象匹配

针对光电成像制导景象匹配中图像产生较大几何形变的问题,提出了一种基于快速鲁棒性特征(speeded up robust feature, SURF)的景象匹配算法。SURF提取的图像特征具有尺度和旋转不变性,对灰度不敏感,并能快速运算。算法首先利用仿射变换对基准图像进行3D视角补偿,模拟基准图像在不同视角下的成像,以减小基准图像和实时图像间的视角差异,分别提取两图像的SURF特征,然后根据最小欧氏距离准则提取两图像间匹配的SURF特征点对,根据该特征点对估计基础矩阵,得到两图像的投影关系。仿真结果表明,该算法能够适应光电成像制导中图像的几何形变,实现稳定的景象匹配。     

弹道中段雷达目标识别仿真系统的关键模型及实现

雷达是弹道中段的主要传感器,在中段目标识别中发挥着核心作用.根据弹道目标雷达识别仿真系统的要求及弹道目标识别的特点,建立了弹道目标雷达特征数据产生、雷达目标识别特征提取、识别算法融合等多个关键模型,设计并实现了弹道中段雷达目标识别仿真系统.进行了典型战情下的雷达目标识别仿真,仿真结果表明所设计的仿真系统稳健可行,系统可以为弹道中段雷达目标识别研究提供仿真支撑.