光学景象匹配基准图的滤波方法研究

对光学景象匹配制导的实时图与基准图的特点进行了对比，分析了前人提出的实时图常用的滤波方法，认为这些方法并不完全适用于基准图的波波处理。然后根据基准图的特点提出了和同态滤波及最小方差滤波的两步法对基闪图进行滤波，这一方法特别适用于因薄云覆盖而引入的低频噪声的处理，并同时兼顾了图像的增强与恢复。通过实验证明，该方法效果良好，对于光学景象匹配基准图的预处理具有一定的实用价值。     

一种实用的归一化互相关景象匹配算法

相关匹配算法是景象匹配定位系统的核心。本文提出一种用于景象匹配定位系统的相关匹配算法，称之为归一化互相关景象匹配算法，并进行了理论分析和用真实的景象数字地图进行了大量的计算机仿真试验。试验结果表明，该算法在信噪比不小于１并且实时图大小不小于１０×１０个网格的条件下，其正确匹配概率大于９７％，圆概率误差在一个景象数字地图的网格以内，满足景象匹配定位系统的要求     

景象匹配正确定位概率的实验研究

景象匹配的理论分析结果揭示了景象匹配正确定位概率与实时图的信噪比和独立像元数的关系。文中通过对真实影像数据的景象匹配的结果统计给出了正确定位概率与信噪比和独立像元数的关系，并将该结果与理论结果进行了比较，对其中差异进行了分析解释。文中的结论可以用于景象匹配系统性能的精确分析。     

景象匹配辅助导航系统中的精确图象匹配算法研究

景象匹配辅助导航系统需要在获取飞行器位置偏差的同时获取飞行器相对预定航迹的航向偏差，即获取实测图相对于参考图之间的旋转变换参数。为此，将最小二乘原理引入景象匹配辅助导航系统以获取图象匹配时的旋转变换参数。由于最小二乘原理只能用于一一对应点集的匹配，为此，在给出实时确定图象特征点集一一对应关系方法的基础上引入了最小二乘原理以计算该图象一一对应点集之间的最优相似变换参数，从而构成了应用于景象匹配辅助导航系统的精确图象匹配算法。仿真结果表明，本文研究的精确图象匹配算法在对50个一一对应点对匹配时可以在0．1秒以内完成，且相似参数计算准确，满足了景象匹配辅助导航系统对图象匹配算法准确性和实时性的性能要求。     

连续景象匹配的后处理算法

下视景象匹配是各类巡航飞行器实现导航误差修正的关键技术。由于基准图和实时图存在差异，配准点往往落在相关阵的次峰上，导致匹配的失败。提出了N帧连续景象匹配决策的图论算法。该算法利用单帧匹配后形成的相关阵中的主次峰信息以及惯导的位移信息，进行多帧景象匹配的一致性决策。由于引入了相关阵中的次峰信息并结合惯导位移的一致性判断，使得匹配算法能有效剔除误匹配点，从而提高算法的鲁棒性和匹配概率。     

一种基于小波的快速景象预处理算法

由于景象匹配中基准图与实时图的差异，景象的预处理被证明是提高匹配概率的重要途径。在小波算法的基础上，提出了一种与小波预处理算法等价的预处理卷积核。这一卷积核保留了小波预处理算法在匹配概率和匹配精度方面的优点，同时降低了运算的时间复杂度。卷积核对每个像元的操作只需要完成4次加法运算，无需浮点数和乘法运算，便于DSP和FPGA的实现。     

影响光学景象匹配制导性能因素分析

光学景象匹配制导已经成功应用于巡航导弹或其它精确制导武器的末制导，大大提高武器系统的打击精度和突防能力，本文根据景象区配制导的基本原理，对影响其制导性能的主要因素进行了分析。根据基准图与实时图的各种干扰，建立了相应的误差模型，给出了解决方案。     

互相关景象匹配系统的正确匹配概率研究

首先阐述了景象可导航性分析的定义，指出正确匹配概率是评价景象可导航性的重要指标；接着假定预处理后的基准图和附加噪声是零均值随机场。然后从图像的内容性质和其统计特性两个方面出发进行了，给出了基于景象灰度相关匹配的自主导航系统的正确匹配概率的一个估计模型。通过遥感图像的大量试验结果表明：该匹配概率的估计模型优于一般的仿真模型，从而为景象匹配自主导航系统的设计提供理论和应用基础。     

基于双近邻模式和最小二乘支持向量机的SAR景象匹配区选择

通过对景象匹配过程的分析,从模式识别的角度阐述了误匹配产生的原因.从避免误匹配的角度定义了双近邻度、最小距离以反映sAR景象的独特性和匹配的准确性,并结合反映地面景物稳定性的边缘密度,构建反映SAR景象适配性的分类特征向量.基于该分类特征向量,利用最小二乘支持向量机将SAR景象基准图子图划分为匹配正确的子图和匹配错误的子图,并由匹配正确的子图类构成sAR景象适配区.试验结果表明,提出的方法能够有效地规划出所需的SAR景象匹配区.     

微型导弹捷联光学制导信息提取方法研究

微型导弹体积小、成本低、精度高,可用于近距离攻击低小慢目标和地面人员车辆,采用捷联可见光导引头制导是比较合理的方案,因此高精度捷联制导信息的提取成为关键.为获取更高精度的制导信息,需要改进提取方法.匹配滤波理论是在考虑传感器不同的动力学特性情况下的一种信息融合方法,依据传感器动态特性进行信息匹配的方法提高制导信息提取精度.首先建立捷联光学成像导引头及其在制导控制系统中的简化模型,依据导引头上各种传感器主要指标,及匹配滤波的原则,推导出相位匹配器.最后,对匹配后的系统提取制导信息,并参与制导系统半实物测试,对比传统惯性滤波器与相位匹配滤波器的效果.结果说明在相位匹配滤波的提取方法获得的视线角速率精度比传统惯性滤波提取方法提高了1倍.     

跟瞄激光雷达扫描图像的实时滤波算法

为实现跟瞄激光雷达的高精度实时跟瞄,对雷达三维信息实时滤波算法进行了研究。对方位信息,用卡尔曼滤波算法滤波,在保证实时性的同时获得了较好的滤波效果;对距离信息,用去边缘点3×3小窗口中值滤波算法,实现了对距离信息的准实时性滤波。研究表明:该信息处理滤波算法既有优良的滤波性能,又能保证实时性,可提高测角和测距精度,改善整机的实时跟踪性能。     

基于边缘信息的SAR与可见光景像匹配算法

SAR(合成孔径雷达 )与可见光图像由于成像机理的不同 ,直接进行基于图像灰度信息的匹配定位很难达到实际应用的要求。边缘是图像最基本的特征之一 ,文中提出一种基于边缘信息的 SAR与可见光景象匹配算法。该算法针对 SAR与可见光图像的特点 ,利用小波变换结合模糊中值加权滤波 ,取得有效的边缘信息 ,利用图像的边缘特征结合相关峰值特性分析的后处理方法进行匹配 ,并采用多分辨率分级搜索技术减少计算量。实验证明本算法匹配精度高 ,稳定性好     

最佳景象匹配区选取准则研究

将几种基准图选取准则与匹配性能评价指标相结合，依据匹配性能建立基准图选取控制策略，成功地运用这种方法完成了基于相关曲面特征的最佳景象匹配区选取；通过对基准图相关曲面特征与匹配性能参数之间关系分析，建立了综合的评价准则，对不同的特征进行综合评价。实验结果表明，这是十分有效的选取方法。     

基于SAR景象不变特征点的匹配定位技术研究

针对精确制导领域中的SAR景象匹配定位技术中由于实时图与基准图可能存在形变、分辨率不一致,图像旋转及雷达视角变化及噪声的影响下差异较大情况时直接利用基于灰度的规则正交二维信息匹配算法适应性差的问题,将不变特征点匹配方法(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)应用到SAR景象匹配中,通过仿真实验取得了满意的效果,试验结果表明SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性,对视角变化、噪声也保持一定程度的稳定性,对提高匹配概率和对不同图像的适应性,降低应用风险具有借鉴意义。     

基于离散分数布朗随机场模型的景象适配性分析方法

首先阐述了在自然景象的齐次平稳高斯随机场模型下进行景象适配性分析的不足；然后建立了景象的离散分数布朗随机场模型，在小波多分辨率分析的基础上提取了分形特征；接着推导了景象的分形特征与基准子图的二维相关性之间的关系，并提出了基于分形特征的景象适配性分析方法；最后通过大量仿真试验验证了分形特征和基准图的正确匹配概率之间的关系，对于景象匹配区的选择具有一定的实用价值。     

单路硬件分时处理技术实现多路接收数字匹配滤波器

介绍了一种适用于数字卫星通信收端基带处理数字匹配滤波器的设计技术。这种数字匹配滤波器是一种基于数字信号处理器(DSP)TMX320C25实现的有限冲激响应(FIR)滤波器,其频率响应为平方根升余弦滚降形式。对接收的多路SCPC/FDMA信号,采用单路硬件分时处理技术可同时实现多路信号的数字匹配滤波。     

考虑量测滞后的INS/SAR组合导航非等间隔滤波算法研究

由于INS／SAR组合导航系统中图像匹配定位需要耗用不等的匹配计算时间，从而造成了量测的不等间隔频率输出和量测信息滞后。针对上述问题，采用常规的卡尔曼滤波算法难以获得高的滤波精度。本文首先分析了常规卡尔曼滤波器工作过程；然后在此基础上，提出了采用非等间隔并解决滞后的滤波算法以解决上述问题。本文利用系统状态转移矩阵的特性，设计了相应的非等间隔卡尔曼滤波算法，以解决非等间隔量测的问题；同时，在该非等间隔卡尔曼滤波算法的基础上，提出了解决量测滞后的方案。并通过协方差分析的方法对比分析了常规卡尔曼滤波器，非等间隔卡尔曼滤波器和解决滞后效应的滤波算法三种情况下的滤波精度。仿真结果验证了本文提出的算法具有较高的滤波精度。     

UKF容错滤波方法在自主导航中的应用研究

地磁场向量可描述成卫星的位置函数，以地磁场强度向量为观测量，利用三轴磁强计的测量信息即可实现近地卫星的自主导航。但当测量值存在野值时，滤波会出现偏差、收敛变慢甚至发散。将UKF滤波容错方法用于磁测自主导航，构造出一种基于残差正交性判别的UKF（Unsend Kalman Fiher）容错滤波方法，来实现野值的实时修正和故障诊断，使滤波器具有较强的鲁棒性。仿真结果表明该方法有效。     

基于多相滤波的高速滤波器FPGA设计

针对吉赫兹数据率实时滤波处理的工程化难题,在传统的多相抽取滤波器基础上进行数学推导,提出一种基于多相滤波的高速滤波器FPGA简便设计方法。该方法在输出数据率不变的前提下,通过多相滤波降低了运算速率,并且实现架构统一,无需额外资源开销,便于模块化设计。仿真结果验证了其可行性。     

宽带雷达中频直接采样信号数字去线性调频方法

为了改善模拟Dechirp方法的接收信号质量,降低中频直接采样匹配滤波处理的运算量,结合这两种方法的优点提出了数字Dechirp实时处理方法。通过理论分析与推导得出数学模型,再从实现的角度详细分析了数据抽取、滤波器设计等问题,同时介绍了适用于数字Dechirp的系统失真补偿方法。仿真与实测数据证明该方法是一种可行、高效的实时脉冲压缩方法。