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『簡體書』图像匹配导航定位技术

書城自編碼: 3601859
分類: 簡體書→大陸圖書→工業技術一般工业技术
作者: 田金文,田甜
國際書號(ISBN): 9787568060073
出版社: 华中科技大学出版社
出版日期: 2021-03-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 510

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編輯推薦:
全面总结了图像匹配导航定位方面的*研究成果,兼具理论性和工程实用性。与其它同类书籍相比,在匹配置信度分析、定位算法研究方面更具特色,所给出的算法更具实用价值。
內容簡介:
图像匹配导航定位作为一种不依赖于卫星的导航技术自主导航重要技术,在导弹导航、无人机导航方面具有重要的作用,《图像匹配导航定位技术》全面总结了作者20余年在自主导航技术方面的研究成果,部分算法已得到的工程应用。全书共分为14章,内容涵盖了可见光图像匹配、红外图像匹配和SAR图像匹配定位技术。
關於作者:
一直从事目标识别和组合导航等方面的教学和研究工作。发表SCI检索论文100余篇,申请专利30余项。已主持完成国家自然基金、科技部863项目、武器装备预先研究基金、军口863项目、民用航天项目、航天支撑项目以及与航天三院等有关院所协作课题60余项,研究成果在多个武器型号中得到成功应用。国防重点项目下视景象匹配系统于1999年获教育部科技进步一等奖,国防重点项目弹载图像实时信息处理系统2005年获国防科工委科技进步二等奖,863项目CASM Image Info一体化遥感综合处理平台及工程应用于2006年获测绘科技进步一等奖,国防重点项目实时自动目标识别信息处理系统于2007年获教育部科技进步一等奖,国防重点项目实时自动目标识别信息处理系统于2008年获教育部科技进步一等奖;国家重大工程项目遥感测图业务平台研制及重大工程应用于2009年获国家科技进步二等奖,国防重点项目基于仿生学的战场光电信息感知系统于2011年获中国船舶工业集团公司科技进步二等奖,国防基础科研项目高速移动下的视频编码与无线传输的关键理论、方法研究于2011年获湖北省自然科学二等奖。国防基础科研项目高性能红外成像关键技术研究及其应用于2013年获湖北省科技进步一等奖,民用航天计划项目高帧频、大面阵红外成像关键技术及装备于2013年获教育部发明二等奖。总装探索项目基于多孔径光学阵列的多目标跟踪系统于2014年获中国船舶工业集团公司科技进步一等奖、于2015年获国防科学技术进步奖二等奖。高效高精准图像匹配理论及其应用研究2018年获湖北省自然科学一等奖。一直从事目标识别和组合导航等方面的教学和研究工作。发表SCI检索论文100余篇,申请专利30余项。已主持完成国家自然基金、科技部863项目、武器装备预先研究基金、军口863项目、民用航天项目、航天支撑项目以及与航天三院等有关院所协作课题60余项,研究成果在多个武器型号中得到成功应用。国防重点项目下视景象匹配系统于1999年获教育部科技进步一等奖,国防重点项目弹载图像实时信息处理系统2005年获国防科工委科技进步二等奖,863项目CASM Image Info一体化遥感综合处理平台及工程应用于2006年获测绘科技进步一等奖,国防重点项目实时自动目标识别信息处理系统于2007年获教育部科技进步一等奖,国防重点项目实时自动目标识别信息处理系统于2008年获教育部科技进步一等奖;国家重大工程项目遥感测图业务平台研制及重大工程应用于2009年获国家科技进步二等奖,国防重点项目基于仿生学的战场光电信息感知系统于2011年获中国船舶工业集团公司科技进步二等奖,国防基础科研项目高速移动下的视频编码与无线传输的关键理论、方法研究于2011年获湖北省自然科学二等奖。国防基础科研项目高性能红外成像关键技术研究及其应用于2013年获湖北省科技进步一等奖,民用航天计划项目高帧频、大面阵红外成像关键技术及装备于2013年获教育部发明二等奖。总装探索项目基于多孔径光学阵列的多目标跟踪系统于2014年获中国船舶工业集团公司科技进步一等奖、于2015年获国防科学技术进步奖二等奖。高效高精准图像匹配理论及其应用研究2018年获湖北省自然科学一等奖。
目錄
第1章绪论1
1.1自主导航应用的需求分析1
1.2自主导航技术的概念以及国内外研究概况和发展趋势2
1.2.1空间飞行器自主导航技术2
1.2.2空间飞行器导航分类3
1.2.3国内外在导航技术领域的研究现状与发展趋势4
第2章下视图像匹配导航技术10
2.1图像匹配的三要素12
2.2特征空间研究13
2.3相似性测度的研究17
2.4搜索空间和搜索策略18
2.5匹配结果决策19
2.5.1多帧匹配的结果决策21
2.5.2飞行器空间位置反算24
2.5.3实验及其分析26
第3章基于局部熵差的图像匹配方法28
3.1算法及计算机仿真28
3.1.1图像的局部熵29
3.1.2匹配算法29
3.1.3实验结果与讨论30
3.1.4结论32
3.2理论分析33
3.2.1熵差最小法图像匹配原理33
3.2.2定义与一般约定34
3.2.3实时图含有噪声的精度分析34
3.2.4实时图含有噪声的匹配概率分析36
3.2.5结果分析与结论37
3.2.6实验结果与讨论38
第4章改进型局部熵差匹配算法40
4.1改进型局部熵差匹配算法40
4.2匹配算法43
4.3实验结果与讨论44
第5章匹配算法的可信度定量分析48
5.1匹配算法的性能评价方法48
5.1.1实时图的几何失真对匹配算法性能的影响49
5.1.2参考图的信噪比对匹配算法性能的影响50
5.1.3实时图的大小变化对匹配性能的影响51
5.1.4几何形变和噪声两个因素对匹配性能的影响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实验结果54
第6章匹配算法的可靠性分析55
6.1实时图几何失真的模拟产生算法55
6.1.1几何形变的实现方法55
6.1.2各类几何形变的控制点位置57
6.2实验结果与讨论57
第7章参考图与实时图可匹配度的定量评估方法研究60
7.1参考图可匹配度的定量评估60
7.1.1影响参考图可匹配性的因素分析60
7.1.2如何评价参考图的可匹配度64
7.1.3参考图可匹配度的定量评价方法70
7.2实时图和参考图的相似性评估准则71
7.2.1相关性准则71
7.2.2其他相似性准则72
7.2.3实验结果及讨论72
7.3参考图和实时图的质量评价方法74
7.3.1实时图对匹配概率和匹配精度的影响分析74
7.3.2实时图和参考图的质量评价方法75
7.3.3实时图和参考图质量评价的实验结果76
7.3.4局部熵差相关匹配算法对参考图和实时图的基本要求94
第8章SAR图像匹配定位技术95
8.1国内外研究现状96
8.2图像匹配性能评价指标98
8.2.1匹配误差与匹配精度98
8.2.2匹配概率99
8.2.3匹配圆概率误差99
8.3图像匹配的相似性度量准则100
第9章多模图像匹配方法的优化、并行实时实现101
9.1基于图像小波金字塔迭代求精的快速搜索策略研究101
9.1.1小波变换理论与图像的多分辨率表示101
9.1.2小波迭代求精匹配算法WIRA搜索示意图104
9.1.3小波迭代求精匹配算法流程105
9.1.4小波迭代求精匹配算法复杂性分析106
9.1.5实验结果107
9.2基于图像FFT域的快速匹配算法研究108
9.2.1快速傅里叶变换109
9.2.2线性相关和线性相关的快速计算109
9.2.3基于FFT的线性相关的快速算法109
9.2.4基于FFT加速的去均值归一化互相关算法111
9.2.5实验结果112
9.3基于进化优化计算的快速搜索策略研究112
9.3.1遗传算法的基本原理与流程113
9.3.2遗传算法的基本构成要素114
9.3.3基于遗传算法的合成孔径雷达图像与卫星光学
图像匹配116
9.3.4实验结果117
第10章基于HOG描述子的SAR图像与可见光图像匹配算法118
10.1特征提取119
10.1.1边缘特征提取119
10.1.2HOG描述子的提取121
10.2基于HOG描述子的特征匹配123
10.3基于HOG描述子的SAR图像与可见光图像匹配算法流程124
10.4试验及结果分析125
10.4.1不同梯度算子及特征向量维数对匹配性能的影响126
10.4.2不同特征提取方法的图像匹配试验127
10.4.3不同地貌景物的图像匹配试验129
第11章基于改进SIFT的SAR与可见光图像匹配控制点定位算法133
11.1局部不变特征描述子的提取133
11.1.1SIFT算法原理134
11.1.2改进SIFT特征的提取与描述135
11.2特征匹配137
11.2.1最近邻方法137
11.2.2改进SIFT特征算法的匹配方法138
11.2.3RANSAC算法138
11.3基于改进SIFT算法的SAR图像与可见光图像局部精匹配
算法流程139
11.4试验及结果分析141
11.4.1不同特征点提取方法对匹配性能的影响141
11.4.2改进SIFT算法对不同区域的匹配适应性分析146
第12章飞行器空间位置反演的几何模型研究150
12.1弹载合成孔径雷达成像特性分析150
12.2空间位置反演的几何模型151
12.2.1SAR的构象模型153
12.2.2F.Leberl数学模型153
12.3基于F.Leberl构象模型的空间位置反演154
12.3.1基于匹配控制点的飞行器空间位置反演的基本原理155
12.3.2飞行器位置反演的约束条件与反演方程156
第13章基于SAR构像方程的反演模型求解157
13.1飞行器位置反演方程的求解157
13.2飞行器位置反演方程的线性化与求解157
13.3基于最小误差求优的飞行器位置反演方程的求解159
13.3.1目标函数的凹凸性分析161
13.3.2飞行器位置反演方程求解初值的确定162
13.3.3高斯牛顿法163
第14章反演模型求解的误差补偿169
14.1基于图像运动模型的SAR图像匹配定位补偿技术171
14.2基于仿射运动模型的SAR图像匹配定位补偿技术172
14.2.1仿射运动模型172
14.2.2图像强度变化173
14.2.3迭代求精174
14.2.4迭代收敛证明174
14.3基于加权函数的SAR图像匹配定位误差补偿174
14.3.1SAR图像运动模型的加权函数175
14.3.2基于已知DEM地理信息的运动模型加权176
14.4实验结果与讨论177
参考文献181
內容試閱
前言视觉作为人类最重要的一种感觉,在人类智能活动中必不可少,从而用计算机来逐步地实现视觉功能这一客观需求将会永远存在。正因如此,在视觉的每个研究阶段,都吸引着大批包括视觉生理、心理、物理、数学,以及计算机视觉等多种学科的研究人员,他们运用不同的技术手段对之进行深入的研究,并已取得了许多有意义的成果。随着智能技术的迅猛发展,图像作为重要的视觉信息,其应用十分广泛,可以说各种成像传感器就是现代无人系统的眼睛。图像匹配定位技术诞生于20世纪70年代,最早应用于美国的巡航导弹系统中。随着成像技术以及图像处理技术的不断发展,现已广泛应用于弹道导弹、智能炸弹、有(无)人飞机,以及地面车辆和水下潜艇等的自主导航定位中。全书共分为14章,内容涵盖了可见光图像匹配、红外图像匹配和SAR图像匹配定位技术。第1章是绪论部分,全面总结自主导航技术应用需求、研究现状与发展趋势;第2章到第7章是光学图像匹配定位部分,重点研究图像匹配概念、匹配算法、匹配置信度分析等内容;第8章到第14章是SAR图像匹配定位部分,重点研究了基于图像尺度不变SIFT特征的SAR图像匹配、基于梯度方向图HOG特征的图像匹配、基于快速傅里叶变换FFT的快速图像匹配、SAR图像匹配飞行器定位模型及其求解方法。本书集合了作者众多研究生的研究成果,人员包括杨磊、张大志、余晋刚、杨雪梅、陆微微等。全书的编写工作由田金文负责整理第1章至第2章,第9章至14章;田甜负责整理第3章至第8章;最后由田金文负责统稿。本书在编写过程中,得到了张天序教授、刘永才院士、袁健全总师、王长青研究员、郭勤研究员等的大力支持。在本书编写过程中,曾参阅了部分国内外相关文献资料,在此一并表示感谢。由于编者水平有限,书中难免有错误和不妥之处,恳请广大读者批评指正。 编者2019年8月

 

 

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