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基于3D Zernike矩的三维地形匹配算法及性能分析

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宇航学报 2007年第5期28卷 1241-1245页

作者：叶斌胡修林张蕴玉陈海峰华中科技大学电子与信息工程系武汉430074 中国航天科工集团公司第三研究院北京100074

提出了一种基于面特征的三维地形匹配算法。在算法中,与三维地形具有一一对应关系的3D Zernike矩用来描述参考高程图(DEM)和恢复地形高程图(REM),三维地形匹配转化为基于3D Zernike矩的特征向量匹配。匹配按先粗后精两步进行,在粗匹配中... 详细信息

提出了一种基于面特征的三维地形匹配算法。在算法中,与三维地形具有一一对应关系的3D Zernike矩用来描述参考高程图(DEM)和恢复地形高程图(REM),三维地形匹配转化为基于3D Zernike矩的特征向量匹配。匹配按先粗后精两步进行,在粗匹配中,匹配窗口滑动步长设定为5个象素,采用较低阶数的3D Zernike矩。在精匹配中,只对3个最优粗匹配位置的邻近区域进行精匹配,匹配窗口滑动步长为1个象素,采用较高阶数的3DZernike矩。两块地形的相似度以它们的3D Zernike矩间Camberra距离来度量,距离越小越相似,反之亦然。本算法属于特征面匹配,相对于基于特征点和特征线的地形匹配,理论和实验证明该算法具有更高的匹配概率、匹配精度和更强的抗噪声能力。

关键词：三维地形匹配 3D Zernike矩面特征 Camberra距离

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基于最小二乘支持向量机的三维地形匹配选择

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第1期36卷 34-37页

作者：程华马杰龚俊斌田金文华中科技大学图像识别与人工智能研究所多谱信息处理技术国家重点实验室湖北武汉430074

采用互相关代替自相关的方法计算基准图子图的相关长度,引入子图均值标准化的方法计算基准图子图的地形熵,使得它们的计算值和基准图子图的匹配概率之间具有良好的单调性.以相关长度、地形熵和粗糙度作为反映基准图子图适配性的特征向量... 详细信息

采用互相关代替自相关的方法计算基准图子图的相关长度,引入子图均值标准化的方法计算基准图子图的地形熵,使得它们的计算值和基准图子图的匹配概率之间具有良好的单调性.以相关长度、地形熵和粗糙度作为反映基准图子图适配性的特征向量,采用最小二乘支持向量机作为分类工具,将基准图子图划分为适配的和非适配的两类,并由适配的基准图子图类构成地形匹配区.实验结果表明所提出的方法能够有效地规划出所需的三维地形匹配区.

关键词：三维地形匹配匹配区选择相关长度地形熵最小二乘支持向量机

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三维地形匹配性能的一种快速估计方法

电讯技术 2016年第10期56卷 1124-1128页

作者：孙盛刘仁峰邓少平广东工业大学计算机学院广州510006 武汉轻工大学数学与计算机学院武汉430023 广东省中山市基础地理信息中心广东中山528403

针对起伏较小三维地形的匹配系统,提出了一种匹配性能的快速估计方法。给出了匹配性能指标的定义,采用八联通区域的邻域完成了特征向量的多分辨率构造,使用多分辨率高斯马尔可夫随机场建立特征与匹配性能之间的关系。在特征提取的过程中... 详细信息

针对起伏较小三维地形的匹配系统,提出了一种匹配性能的快速估计方法。给出了匹配性能指标的定义,采用八联通区域的邻域完成了特征向量的多分辨率构造,使用多分辨率高斯马尔可夫随机场建立特征与匹配性能之间的关系。在特征提取的过程中,将基准图划分为若干个方块,提取的特征兼顾了邻域关系和多分辨率特性。给出了训练学习和推广的公式,使用最大后验准则,逐步推导出了性能指标估计值的解析解。最后,以实测数据为基础,通过实验验证了所提方法在运算效率和定位误差方面均有较好的性能。

关键词：三维地形匹配性能估计高斯马尔可夫随机场多分辨率

基于InSAR的三维地形匹配导航技术的研究与实现

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太赫兹科学与电子信息学报 2016年第5期14卷 717-722页

作者：尹智龙王可东高意峰北京航空航天大学宇航学院北京100191 中国电子科技集团第10研究所四川成都610036

研究了一种以干涉合成孔径雷达(In SAR)信息为基础的三维地形匹配导航系统,该系统采用基于3-D Zernike矩的三维地形匹配算法,同时针对3-D Zernike矩在地形匹配中计算实时性差的问题进行了改进。为验证系统的有效性和算法性能,搭建了基于... 详细信息

研究了一种以干涉合成孔径雷达(In SAR)信息为基础的三维地形匹配导航系统,该系统采用基于3-D Zernike矩的三维地形匹配算法,同时针对3-D Zernike矩在地形匹配中计算实时性差的问题进行了改进。为验证系统的有效性和算法性能,搭建了基于VC++和Open Scene Graph的三维可视化软件仿真平台。仿真结果表明,基于3-D Zernike矩的三维地形匹配算法定位精确度高,对地形的适应能力强,算法的实时性问题得到了良好解决,系统具有较高的工程实用价值。

关键词：干涉合成孔径雷达三维地形匹配地形辅助导航系统 3-D Zernike矩可视化仿真

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三维地形/场景匹配与配准方法

三维地形/场景匹配与配准方法

作者：高嘉瑜西安电子科技大学

学位级别：硕士

三维地形匹配技术在低空的无人机导航中有广泛的应用,研究三维地形匹配技术对于提高无人飞行器的导航定位性能具有重要意义,三维地形的研究成为导航定位的研究热点。在实际应用中我们利用三维地形表面纹理特征来完成地形的快速匹配,利... 详细信息

三维地形匹配技术在低空的无人机导航中有广泛的应用,研究三维地形匹配技术对于提高无人飞行器的导航定位性能具有重要意义,三维地形的研究成为导航定位的研究热点。在实际应用中我们利用三维地形表面纹理特征来完成地形的快速匹配,利用场景中的跑道等明显地物特征实现场景快速匹配。本文从三维地形匹配与场景匹配两方面展开,在深入研究国内外各自技术发展现状的基础上,提出相应的处理算法,并且通过仿真实验进行验证。本文首先总结国内外三维地形匹配与场景匹配现有算法的优缺点,分析常见处理方法的特点、性能和基本步骤,重点研究了三维地形可视化,三维地形匹配技术及二维场景基于道路等明显空间特征的快速匹配。具体如下:1.在三维地形可视化过程中,首先解决了地形数据源,使用现有的软件获取USGSEM数据,然后使用自己的编写的软件实现DEM数据的转换,转换成国内通用格式,完成三维地形DEM数据的获取,最后利用OpenGL实现地形DEM数据显示及对应纹理加载实现三位地形可视化;2.在三维地形匹配过程中,主要解决两大方面的问题,(1)三维地形与二维影像的匹配,在三维地形与二维影像匹配过程中,本文利用三维地形的表面纹理与二维影像来实现两者的快速匹配;(2)以及三维地形与三维地形的匹配问题。三维地形与三维地形匹配过程中,不光要解决表面纹理的匹配,还需要完成DEM数据的匹配拼接问题。分为两种,三维地形局部匹配和三维地形匹配拼接。三维地形局部匹配根据表面纹理特征匹配完成后,利用获得的数据在三维地形中解算出两块地形的匹配位置关系并进行标记;三维地形匹配拼接则需要在利用表面纹理匹配拼接后,对地形进行匹配拼接,最后完成三维地形拼接显示;3.在场景匹配过程中,利用场景图中明显地物特征来实现场景的快速匹配,本文主要研究基于机场跑道的匹配算法,检测识别场景中的跑道信息,将跑道周围区域作为场景匹配感兴趣区域,然后利用局部区域特征来实现场景的精确匹配。实验结果证明,本文算法取得了满意匹配效果,具有很好的鲁棒性。最后设计开发出一个三维/二维场景匹配与配准系统,该系统运行稳定,可以很好的完成三维地形匹配及场景图像的快速匹配定位。

关键词： DEM数据三维地形可视化三维地形匹配场景匹配