科技成果

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成果名称: 视觉导航的多特征适配区分度研究

成果登记号: 9612019Y0657

第一完成单位: 西北工业大学

联 系 人: 赵春晖

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 航空航天

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

无人机景象导航技术是针对无人机在复杂任务环境下的自主、持续、精确导航任务需求,开展无人机景象匹配导航技术研究。突破了景象匹配视觉模型构建、景象导航图像快速匹配、适配性分析等关键技术;建立了景象匹配适配性分析评价指标体系;构建了景象匹配/惯性组合导航半物理仿真系统。为无人机视觉导航技术的研究提供理论与技术支撑。

主要技术内容如下:

1)针对景象匹配适配区匹配算法的快速性、准确性等问题展开研究,提出了基于小波多分辨分析的多尺度邻域重构快速景象匹配算法、基于SVD-SURF的宽基线鲁棒景象匹配算法、基于关键帧与视觉地标景象匹配的连续视觉导航算法以及基于EKF的SLAM/景象匹配连续视觉导航算法等,仿真实验表明该类算法对图像的旋转、尺度变换及噪声不敏感,具有较强的鲁棒性,可有效减小位置估计误差并提高无人机景象匹配的定位精度。

2)针对景象匹配视觉模型构建问题,通过引入有利于视觉导航的图像特征,以及基于信息熵、谱残余、自顶向下的视觉注意模型等与其他特征融合策略,进一步完善整合特征的提取,提出了更可靠的适配区分度表达形式,构成统一的表达体系。面向适配区分度评价指标,基于信息融合理论及相关决策理论,提出了多特征融合视觉注意模型,实验验证了新模型的有效性和准确性。

3)对构建的适配区分度评价指标进行进一步分析和改进,提供针对不同的气候、空域的路径区分度评价指标,搭建了基于区域高清地图和法国SBG组合导航系统IG-500N的景象匹配/惯性组合导航半物理仿真系统,可实现基准图与实时图制备、实时图校正、经纬度与图像坐标转换、景象匹配导航信息解算、惯导误差修正等功能,为项目算法验证提供了实验平台。