方向矩异源图像匹配算法

全天候高精度导航与制导需要可靠的可见光与红外、可见光与合成孔径雷达(Synthetic Apeture Radar,SAR)的异源图像匹配算法。提出了一种基于方向矩的异源图像匹配算法:利用像素层次设计异源不变特征,描述像素点与其邻域各方向相似程度,通过统计比较各像素的相似性测度,实现不同传感器图像间的可靠匹配。进行了批量图像匹配实验,在可见光与红外、可见光与SAR异源图像间取得了超过90%的匹配正确率。较传统异源匹配算法,该算法大大提高了匹配正确率,在导航与制导领域有广阔的应用前景。     

城市环境中无人机作战导航定位研究现状综述

随着各大国之间城市化进程的推进,城市环境中的无人机作战将成为未来必不可少的作战手段之一。针对城市作战环境复杂和作战装备受限的特点,归纳总结了无人机导航技术的研究现状和发展趋势,并给出相应的概念、模型以及被广泛应用的算法。首先,对单无人机定位技术进行了概括总结,包括全球卫星导航系统、惯性导航系统定位、视觉/激光雷达定位、无线传感网定位和融合定位等,上述定位方法能够在城市环境中表现出高精度和鲁棒性的特点;然后,为了解决单无人机在执行任务方面效率低、冗余低、易受干扰的特点,对无人机集群导航定位进行了介绍,主要包括全球导航卫星系统拒止下的导航定位、非视距及多径效应下的导航定位、基于无线传感网和视觉冗余的融合定位等,其中涉及导航恢复及导航增强等内容。最后,面对城市的复杂环境,提出了无人机导航定位技术的未来研究方向,分别为传感器的优化、无人机集群通信和多传感器融合,指出了未来的研究方向和面临的挑战。     

军用飞机惯性导航技术的发展

<正>军用机载导航领域对导航系统有高精度、自主性和抗干扰的要求,特别是在复杂电子战环境下,要求导航系统必须具备不依赖卫星、无线电导航的高精度自主导航能力,持续输出位置、速度、姿态等导航信息。机载惯性导航系统作为主要的自主导航手段,近年来不断取得技术上的突破和进展。1军用机载惯性导航技术的发展历程机载惯性导航系统最早起始于20世纪50年代,最先以平台式惯导的形式出现,1950年5月美国北美航空公司奥拓奈蒂克斯分公司在C-47军用运输机上装备XN1纯惯性导航系统,揭开了机载惯性导航的帷幕,随后于1961年,美国在F-104战斗机配装了首个战斗机机载平台式液浮陀螺惯性导航系统LN3。     

视觉惯性导航系统初始化方法综述

视觉惯性导航系统通过初始化,对尺度信息、重力向量、速度、惯性传感器偏差等一系列状态估计所需参数进行快速求解,以提升系统后续导航定位与环境感知的准确性。根据传感信息耦合方式,视觉惯性导航系统初始化方法可以分为三类:联合初始化、非联合初始化和半联合初始化。基于现有研究工作,从基础理论、发展与分类、现有方法、性能评估四个方面展开,对目前主流的初始化方法进行综述,并总结视觉惯性导航系统初始化领域未来的发展趋势,有利于对视觉惯性导航系统初始化方法形成总体性了解并把握其发展方向。     

基于分割相似度的异源图像匹配算法

异源图像匹配技术具有视觉机理研究和工程实际应用的双重价值。而图像分割是一种提取图像特征的有效手段,但由于异源图像的特性,分割算法在异源图像上难以得到一致特征。本文提出了分割相似度的概念,在允许分割存在差异的条件下衡量两种分割的相似程度,从而实现异源图像的匹配。最后通过可见光与红外图像匹配实验证明了算法的有效性。     

结合景象匹配与惯导信息的SAR平台定位方法

利用高度传感器提供高度信息,结合高精度异源图像匹配技术与惯导系统漂移修正方法实现SAR平台定位。根据成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点在水平面的投影共线的特性,在单帧图像中心线上均匀选取若干点与光学基准图进行高精度景象匹配;计算平台在水平面上投影位置,并利用高度信息确定其空间位置;使用序列图像定位结果估计惯导系统漂移参数,对惯导系统输出的位置数据进行修正,实现高精度的SAR平台定位。对各误差因素的影响进行分析,推导了精度估计公式。仿真和实际序列图像实验结果表明,方法正确可行,具有较高的平台定位精度,具备一定工程实用价值。     

基于景象匹配与惯导信息的SAR平台定位方法

利用高度传感器提供高度信息,结合高精度异源图像匹配技术与惯导系统漂移修正方法实现了SAR平台定位。根据成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点在水平面的投影共线的特性,在单帧图像中心线上均匀选取若干点与光学基准图进行高精度景象匹配,计算平台在水平面上投影位置,并利用高度信息确定其空间位置;再使用序列图像定位结果估计惯导系统漂移参数,对惯导系统输出的位置数据进行修正,实现高精度的SAR平台定位。对各误差因素的影响进行了分析,推导了精度估计公式。仿真和实际序列图像实验结果表明,方法正确可行,平台定位精度较高,具备一定工程实用价值。     

图像辅助智能终端定位的国内外研究进展

图像含有丰富的目标信息,被获取并处理后用于一种新型的智能终端定位手段。对图像定位的相关概念进行介绍,对关键技术的研究情况进行评述,并分别从图像定位作为独立的定位系统和图像定位与全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)及惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)等其他定位方法融合的定位系统2个方面阐述其研究进展,在此基础上提出图像辅助智能终端定位研究中存在的问题及发展方向。     

房建成：瞄准国家重大需求 做自主创新的排头兵

＂差距是最大的动力＂作为一名科研专家,多年来,房建成教授一直致力于飞行器惯性导航、天文导航、组合导航与航天器姿态控制惯性执行机构技术等领域的基础理论与关键技术方面的开拓性和创新性研究。房建成分别获得何梁何利基金＂科学与技术成就奖＂、国家技术发明一等奖1项（排名第1）,     

基于测向角的飞行器无源定位模型及模拟计算

飞行器无源定位技术的关键是建立定位模型及其快速优化算法。研究了基于地球同步卫星与飞行器测向阵列之间方向角的无源定位技术。利用空间向量分析方法和最小二乘法,在多颗观测卫星的情况下提出了飞行器的静态定位数学模型;在观测卫星较少,且飞行器处于运动状态的情况下,提出了飞行器的动态定位数学模型。借助对相关参数的假设和搜索算法,分别对2个模型进行了模拟计算,较好地实现了2种情况下飞行器的无源定位。     

多尺度PCA-HOG遥感异源图像匹配算法

针对遥感异源图像匹配中非线性灰度畸变和强噪声干扰问题,提出一种基于主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)和方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradients,HOG)的遥感异源图像匹配算法.该算法利用HOG提取图像间的几何结构共性特征,能有效克服异源...     

基于图像和惯性的头盔组合跟踪原理

不同体制的头盔跟踪定位技术单独使用时都存在一定的原理性性能制约,提高跟踪定位技术整体性能的有效途径是采用组合跟踪。目前综合性能较好的是图像式头盔跟踪,图像式跟踪技术精度高,输出数据平稳,稳定性好,但其缺点是头盔活动范围受制于CCD摄像机视场及头盔大角度转动时头盔本身对CCD摄像机视角的遮挡。惯性跟踪不需要任何外来信息也不向外辐射任何信息,可在任何介质和任何环境条件下实现360°全范围头部跟踪,但其定位精度随时间下降。提出的基于图像和惯性的头盔组合跟踪技术充分利用图像跟踪精度高、长期稳定性好及惯性定位跟踪范围广、跟踪系统简单的优点,达到单个跟踪定位体制不具备的综合性能。     

一种机群相对定位方法

针对机群协同编队导航定位问题,通过分析机群协同编队的特点,建立了编队成员的相对运动模型并引入视觉观测信息,提出了一种基于相对导航的机群联合组网定位方法,理论分析及仿真结果均表明了联合定位结果能达到机群中各成员惯导位置输出的平均水平,有效地减缓了编队系统的定位误差发散速度。     

基于等值线约束的地磁匹配定位技术

地磁匹配定位是利用地磁图进行定位的方法,位置输出可用于限制惯导系统的误差积累.介绍了地磁辅助导航的原理和发展现状,并重点研究了地磁匹配定位技术.提出了一种基于等值线约束的改进的相关匹配算法,能有效消除导航系统的初始位置误差并能限制匹配过程中惯导系统的积累误差.仿真实验证明该算法能有效地提高相关匹配的实时性,并能把定位精度控制在地磁数据网格间距以内.算法对航向误差具有一定的适应性.     

GNSS/INS超紧组合导航综述

卫星/惯性超紧组合导航系统以其定位精度高、动态性能优良、抗干扰能力强等特性成为组合导航领域的研究热点。介绍了卫星/惯性超紧组合的定位原理,基于对技术原理的分析,比较超紧组合模式相对于其他组合模式的优势特点;以高动态下超紧组合技术及卫星/微惯性单元超紧组合为代表介绍国内外研究现状;总结了亟待研究的容错控制技术、神经网络辅助、多传感器辅助超紧组合等关键技术,并对卫星/惯性超紧组合向着低成本、高精度、强稳定趋势发展的前景进行展望。     

惯性传感技术发展与展望

利用GPS辅助INS的系统已在各种应用领域崭露头角,这些新的应用领域将驱动市场对极低成本惯性传感器的大量需求。在回顾惯性传感技术的发展历程、研究热点、应用领域的基础上,讨论和展望了光纤陀螺仪、微机械陀螺仪和加速度计,以及微型光学传感器技术近期和远期的发展趋势。     

结合实时数据产品与北斗短报文的厘米级海洋精密相对定位

针对远海精密定位的广泛需求和传统精密定位服务费用昂贵的问题,提出利用北斗短报文设备传输导航观测数据,结合实时服务数据产品,以实现海洋的低成本厘米级精密相对定位。为了克服短报文传输频率低的缺点,采用融合空间相对定位和精密单点定位两种技术来加密分钟间隔以外的坐标,避免了传统时间基线法加密坐标存在的误差累积现象。分别基于静态和动态海洋观测数据进行仿真实验,结果表明,新方法无论在水平方向还是垂直方向上,都可以实现厘米级定位,且对时间间隔不敏感。     

红外成像型空空导弹目标自动识别技术

针对红外导弹和红外诱饵弹的对抗,构建了红外导引头图像探测器的透视投影几何模型.基于模型证明了飞机和目标在不同距离和相对飞行速度下,成像序列中相邻两帧图像间飞机目标的相似性,并且提出了适合导弹的目标快速识别算法,该算法是基于当前帧图像与前一帧图像的目标特征匹配的.最后以实测的飞机及诱饵红外图像数据对文中提出的算法进行了仿真,仿真结果表明了算法对目标识别是可行和有效的,并且能够满足较高实时性的要求.     

基于CDMA蜂窝网的定位算法

基于TDOA的经典定位Chan算法主要针对地面移动台,针对中低空飞行器,将Chan算法推广到三维空间,并与飞行器上的惯导系统进行实时组合导航定位。主要思想是根据CDMA蜂窝网导频信号的到达时差(TDOA)两次使用加权最小二乘解算,吸收taylor算法的递推思想,得到飞行器位置的两组解。利用惯导系统提供的位置信息进行解模糊,从而得到飞行器的实时位置信息。仿真结果表明,在相同条件下,与其他经典算法相比,此算法定位精度高,定位运算速度快,其均方误差逼近克拉美罗界(CRLB),对中低空飞行器定位具有一定的参考价值。