在基于局部不变特征的SAR景像匹配制导中, 局部不变特征点的匹配实时性具有十分重要的工程意义。提出了一种基于两层策略的特征点匹配方法。首先根据特征点响应的阈值对实时图和参考图分别提取一级特征点和二级特征点, 然后依据二级特征点到一级特征点的距离使二级特征点隶属于距离最近的一级特征点, 由此达到对二级特征点进行分组的目的。进一步, 通过对一级特征点进行方向梯度描述, 借助kd-tree最近邻方法(NN)匹配策略实现特征点初步配对, 并结合RANSAC算法验证剔除误匹配点。最后, 对隶属于提纯后一级特征点的二级特征点进行BRIEF描述, 分组对二级特征点进行匹配。仿真实验结果表明, 特征点匹配速度大幅提升。

为了改善景像匹配导航系统的可靠性及匹配精度, 提出了一种基于位置差分滤波与最小二乘估计的动态景像匹配定位融合算法。分析了动态景像匹配导航定位融合的基本问题;针对匹配位置序列的误差特性, 设计了位置差分滤波方法, 用于剔除匹配位置序列中的误匹配点;采用最小二乘估计对匹配位置序列进行最优参数估计, 进而对误匹配点进行估计并实现了匹配位置预测;给出了定位融合算法的基本原理及实现框图。仿真实验结果验证了该算法在消除误匹配点及减小随机匹配误差干扰方面的有效性、实用性。

景像匹配辅助惯性组合导航系统中的景像匹配算法必须同时具有克服旋转和小尺度变换的能力。通过分析发现,对数极坐标变换(LPT)能将它们分别转换为子变换图之间的循环、线性平移关系。鉴于经典的相位相关法检测的是图像间的线性平移,提出了一种改进相位相关法来检测循环平移,最终利用LPT变换和新相关法实现了景像匹配算法。仿真分析表明,当存在任意的旋转、小范围的尺度变化和噪声畸变时,本文算法匹配精度达到93％以上,时间在1.3s以内,基本满足了景像匹配辅助导航系统对图像匹配算法准确性和实时性的要求。

针对某次实际飞行实验条件下所采集的有较严重问题的CCD实时景像图预处理算法研究问题,提出一种优选法.该方法先利用已有的Photoshop图形处理软件与人工手动调节相结合对原始图像进行处理,得到期望图像,再根据原图像的具体问题和已有的先验知识选择几种可能的预处理方法对原图像进行仿真,将所得图像与期望图像进行对比选出最适合处理此种劣质图像数据的优化预处理算法.将该算法应用于本次飞行实验数据上,飞行航线的匹配概率由5.41%提高到了86.48%,结果表明本文提出的优选法具有可行性和实用性.

景像匹配实时图模拟生成是导弹制导系统仿真和景像匹配算法验证的关键技术。研究了光照条件、气象条件、像增强型电荷耦合器(ICCD)相机特性以及地面光谱反射特性等因素对微光成像的影响，建立了微光视景像生成的数学模型，包括:地面反射特性模型、像增强型电荷耦合器相机特性模型、大气传输模型和噪声模型，研究了白天与夜间地面反射特性造成的日光图像与微光图像的衬比度差异，提出了微光景像匹配实时图仿真方案，并在此基础上研制了一个完整的蕴含LOWTRAN7计算内核和像增强型电荷耦合器后段仿真的微光景像匹配实时图生成系统。仿真实验结果说明了该方案的有效性。

为提高景像匹配的可靠性,提出了一种基于小波边缘增强的可靠性匹配方法.采用四阶中心B样条小波对实时图和基准图进行小波分解和边缘增强,以提取可靠的边缘特征.在粗尺度上基于小波边缘增强图进行相关匹配,选择相似度曲面上前5个峰值点作为候选匹配点,保证正确匹配点可以包含在候选匹配点中.对实时图进行旋转校正,利用候选匹配点处的局部灰度特征确定边缘提取的双阈值,应用形态学连接算子来获得二值边缘图,再进行相关匹配,筛选出正确匹配点.在细尺度上获得精确的定位点.应用该方法进行匹配实验,其匹配概率比基于小波二值边缘提取的匹配算法提高了6.95%.