实景导航关键技术研究

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1、学号：29220139503论文密级：公开中图分类号：TP391学科分类号：420.99学校代码：90005硕士学位论文实景导航关键技术研究论文作者：王小攀指导教师：郝向阳教授申请学位：工学硕士学科名称：导航、制导与控制研究方向：可视化导航与位置服务论文提交日期：2016年4月20日论文答辩日期：2016年6月18日解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院二○一六年四月ADissertationSubmittedtoPLAInformationEngineeringUniversityfortheDegreeofMasterofEngineeringResearc

2、hOnTheKeyTechnologyOfImagingNavigationCandidate：WangXiao-panSupervisor：Prof.HaoXiang-yang原创性声明本人声明所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得信息工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并标示谢意。学位论文题目：实景导航关键技术研究学位论文作者签名：日期：2016年4

3、月15日作者指导教师签名：日期：2016年4月15日学位论文版权使用授权书本人完全了解信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权信息工程大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位（保密学位论文在解密后适用本授权书。）学位论文题目：实景导航关键技术研究学位论文作者签名：日期：2016年4月15日作者指导教师签名：日期：2016年4月15日保密级别：保密年限：年月至年月摘要实景导航是将二维地图与实景影像关联起来进行的导

4、航，介于二维和三维导航之间，是对二维地图导航的补充和对三维导航的简化。具有数据获取方便，成本低廉，地理信息丰富，可视化效果好等优点。实景导航是导航领域的一个重点研究方向，研究实景导航中的关键技术对未来导航的发展具有深远的意义，本文按照实景导航的技术路线流程，从理论和实践两个方面进行研究。论文的主要工作和创新点如下：（1）研究了基于特征的影像拼接技术，按照影像拼接技术的一般流程实现了影像拼接。重点分析了几种常用的特征点提取算子，并进行实验对比，得出了各个特征点提取算子的优缺点；特征点匹配方面研究了归一化自相关系数法和基于欧式距离的匹配方法；并研究了经典的RANSAC

5、算法进行特征点提纯，分析了RANSAC算法的复杂性，在此基础上提出了一种基于特征拓扑约束的影像配准算法：利用特征点间的拓扑约束关系先进行初始提纯，改进RANSAC算法的初始数据点集。并通过实验进行验证，结果表明：与传统RANSAC算法相比，拓扑约束算法效率更高，速度更快，对影像的旋转和缩放具有一定的鲁棒性；并且基于特征拓扑约束的影像配准算法对于拼接缝的消除有更好的适应性。（2）研究了影像与位置关联技术。总结了时间基准统一的相关技术，分析了影像数据与空间位置信息关联的基本原理；基于时间基准，提出了一种影像数据与位置信息关联的方法，并基于VisualStudio平台开

6、发了影像和位置关联程序，实现了影像和位置信息的关联。（3）研究了影像视角变换算法。研究了已有的视图变形方法和原理，详细推导了视图变形中投影矩阵的计算公式，并进行实验分析。结果表明：已有算法在进行视图的前置和后置变换过程中，需要进行多次重采样，使得中间视图变得模糊，因而不适用于实景导航；针对实景导航的应用需求，提出了一种基于位置和景物平面的视角变换算法：利用计算机视觉中的景物平面诱导单应矩阵原理，严密推导了不同位置间的单应矩阵求解公式，可有效准确求解视图变换，克服了传统视图变形算法中的模糊问题。关键字：实景导航，影像拼接，位置关联，鲁棒性，视角变换，视图变形第I页A

7、bstractImagingnavigationisanavigationmethodwhichassociatestwo-dimensionalmapwithrealimages.Itisinterposedbetweentwoandthreedimensions,whichisacomplementtothetwodimensionalmapnavigationandasimplificationofthethreedimensionalnavigation.Thathassomeadvantagessuchasconvenientdataacquisitio

8、n,low