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《基于opencv的gpu并行加速圖像匹配算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號：V249.3論文編號：102871516－S017學(xué)科分類號：081105碩士學(xué)位論文基于OpenCV的GPU并行加速圖像匹配算法研究研究生姓名毛星云學(xué)科、專業(yè)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制研究方向圖像匹配導(dǎo)航指導(dǎo)教師冷雪飛副教授南京航空航天大學(xué)研究生院航天學(xué)院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAstronauticsResearchonImageMatchingNavigationAlgorithmBasedonGPUParallelComputingandOp
2、enCVAThesisinNavigation,GuidanceandGontrolbyMaoXingyunAdvisedbyProf.LengXuefeiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空
3、航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：2016年3月28日南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要因為自身特有的高精度、抗干擾和自主導(dǎo)航等強(qiáng)大特性，慣性/圖像匹配輔助導(dǎo)航系統(tǒng)成為了目前研究的一大熱門方向。圖像匹配輔助導(dǎo)航技術(shù)能夠為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供位置修正數(shù)據(jù)信息，其精確性和實時性是圖像匹配算法非常關(guān)鍵的因素。本文就圖像匹配輔助導(dǎo)航系統(tǒng)里的核心所在——圖像匹配算法進(jìn)行了較為深入的攻關(guān)與研究。鑒于ORB算法缺少對尺度不變性的良好支持，本文借鑒了尺度空間和高斯圖像金
4、字塔的概念，將多尺度空間引入到ORB算法中，提出并實現(xiàn)了改進(jìn)的ORB算法。實驗表明，本文提出的算法除了繼承了ORB算法速度極快的優(yōu)點以外，也能在平移不變性、旋轉(zhuǎn)不變性、尺度不變性、仿射變換不變性等各方面上有能和SIFT媲美的性能。為了進(jìn)一步提高ORB特征點的匹配精度，本文提出了基于哈希表的雙向預(yù)篩選策略，在使用RANSAC算法提純之前，先進(jìn)行一個初步的篩選，篩選出一個高質(zhì)量的樣本集合，再利用RANSAC算法對此高質(zhì)量的樣本進(jìn)行優(yōu)化提純，以達(dá)到非常高的匹配精準(zhǔn)度和運算效率。本文將GPU與CUDA并行運算引入到圖像匹配輔助導(dǎo)航系統(tǒng)中，讓常用的圖像匹配算法運行速度有了超過20倍運算速度的
5、提高，滿足了圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)實時性的需求。最終，本文總結(jié)并實現(xiàn)了一套基于OpenCV、CUDA并行運算與改進(jìn)ORB算法的圖像匹配算法。并進(jìn)行了綜合性地計算仿真實驗論證。實驗結(jié)論表明，這套算法擁有極高的效率，可以將圖像匹配時間控制在毫秒級，可以滿足圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)中精確性、實時性和魯棒性的要求。關(guān)鍵詞：圖像匹配，導(dǎo)航，圖形處理器，計算統(tǒng)一設(shè)備架構(gòu)，OpenCV，ORB，隨機(jī)抽樣一致I基于OpenCV的GPU并行加速圖像匹配算法研究ABSTRACTBecauseofitsownuniquehighaccuracy,anti-jammingandautonomousnavigationa
6、ndotherpowerfulcapabilities,inertial/imagematchingaidednavigationsystemhasbecomeahotresearchdirection.Itisthetargetoftheimagematchingaidednavigationtechnology,sotheaccuracyandreal-timeperformanceisthekeyfactoroftheimagematchingalgorithm.Inthispaper,wehavecarriedoutaverydeepresearchonthem.First
7、ofall,takingintoaccounttheORBalgorithminotheraspectsareveryoutstanding,butonlylackingofgoodsupportforscaleinvariance.ThispaperhasproposedanimprovedORBalgorithm,whichhasintroducedtheconceptofscalespaceandimagepyramidintoORBalgorithm.Thee
