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1、SAR/INS組合導航中基于SURF的魯棒景象匹配算法熊智陳方王丹劉建業(yè)(南京航空航天大學導航研究中心，南京210016)摘要：在SAR/INS組合導航系統(tǒng)中，由于合成孔徑雷達采用正側視成像工作方式，會引起SAR圖像的嚴重變形，而且獲取的SAR圖像還可能存在嚴重的斑點噪聲。為了適應SAR圖像的幾何畸變和高斑點噪聲影響，需要提取出的圖像特征具有較高的魯棒性。本文提出了基于SURF的導航用魯棒景象匹配算法，算法首先針對慣性組合導航的工作特點，對SURF特征匹配進行了改進和優(yōu)化設計，然后用RANSAC方法過濾掉錯誤和低精度的匹配點，最后，進行最小二乘精確匹配獲取航向和位置偏差信息。通過仿真分析了
2、算法對SAR圖像的適應性，抗斑點噪聲性能，匹配精度以及實時性，并與基于SIFT特征的景象匹配算法進行了對比。仿真結果表明所提出算法性能優(yōu)越，在匹配適應性、魯棒性、匹配精度及匹配速度方面都優(yōu)于SIFT算法，可以滿足SAR/INS組合導航系統(tǒng)圖像匹配修正的高性能要求。關鍵詞：慣性組合導航系統(tǒng)；景象匹配輔助導航；SURF；SIFT；圖像匹配中圖法分類號:TP391.41 文獻標識碼:ARobustSceneMatchingAlgorithmforSAR/INSIntegratedNavigationSystemBasedonSURFXIONGZhi，CHENFang，WANGDan，LIUJia
3、n-ye(NavigationResearchCenter,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:IntheSAR/INSintegratednavigationsystem,astheuseofpositiveside-lookingsyntheticapertureradar(SAR)imagingworkmethods,SARimagescancauseaseriousdistortion,andSARimagesmaybeexistingseriousspecklenoi
4、ses.ImagefeaturesmusthavehighrobustnessinordertoadaptspecklenoiseofSARimage.Inthispaper,weproposetherobustscenematchingalgorithmbasedonSURFfornavigation.Firstly,weoptimizetheprocessofSURFfeaturematchingespeciallyfortheinertialintegratednavigation.Then,weadoptedRANSACalgorithmtoremovethefalseandlow
5、precisionmatchingpoints.Finally,theleastsquarealgorithmisappliedforgettingboththeaircraftpositionerrorsandcoursedeviation.Intheexperiment,weanalyzeadaptabilityofthealgorithmforthedifferentSARimages,performanceofspecklenoiseresistance,matchingaccuracyandreal-timeperformance.Theexperimentresultdemon
6、stratesthesuperiorityofalgorithminmatchingspeed,accuracy,adaptabilityandrobustnessincontrastwithscenematchingalgorithmbasedonSIFTfetures,soitcanmeetthehighperformanceneedsformatchingnavigationintheSAR/INSintegratednavigationsystem.Keywords:inertialintegratednavigationsystem;scenematchingaidednavig
7、ation;speeded-uprobustfeatures;scale-invariantfeaturetransform;imagematching991引言目前很多飛行器都采用光學圖像匹配來提高自主導航的精度，但光學傳感器容易受到物候天象與光照條件的影響，因而工作效率受到一定的限制。合成孔徑雷達(SyntheticApertureRadar，SAR)是一種主動式的微波成像傳感器，SAR不僅可以獲得類似于光學圖像的高
