[发明专利]基于Harris角点匹配的SINS/SMANS组合导航方法及系统

权利要求书

1.一种基于Harris角点匹配的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据机载图像传感器的参数和几何关系，制作数字参考地图；

S2：根据飞行器的飞行位置和姿态，模拟生成机载图像传感器拍摄的实时图像；

S3：对所述数字参考地图和模拟的实时图像进行配准，计算得出飞行器的实时位置；

S4：建立捷联惯性导航误差模型和景象匹配观测模型；

S5：对捷联惯性导航和景象导航输出的状态信息进行信息融合，得出最终的融合结果，并对捷联惯性导航进行误差校正。

2.如权利要求1所述的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，步骤S1中所述数字参考地图由多个子参考地图拼接合成。

3.如权利要求1所述的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，步骤S2中对所述实时图像的模拟包括以下步骤：

S21：根据飞行器的飞行高度、机载图像传感器的视场角以及机载图像传感器在地理系中的方位，通过图像旋转方法，从数字参考地图中选择与实时图像对应的区域；

S22：对所述数字参考地图进行缩放，满足机载图像传感器的像元要求，形成理想的实时图像；

S23：在所述理想的实时图像上模拟加入噪声，得到所述模拟的实时图像。

4.如权利要求3所述的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，所述步骤S22中通过插值方法对所述数字参考地图进行缩放处理。

5.如权利要求4所述的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，所述插值方法包括最邻近插值、双线性内插值、三次卷积插值方法。

6.如权利要求3所述的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，所述步骤S23中，所述加入的噪声包括高斯噪声和大气湍流干扰。

7.如权利要求1所述的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31：输入待匹配区域图像和模拟的实时图像；

S32：分别对两幅图像进行角点特征提取；

S33：根据提取的角点特征对两幅图像进行配准：在待匹配图像中，用模拟的实时图像进行一一遍历比较和配准，计算所述模拟的实时图像在所述待匹配图像中的相对位置；

S34：根据待匹配图像中心点对应的经纬度和模拟的实时图像在待匹配图像中相对位置来计算所述飞行器的实时位置。

8.如权利要求1所述的SINS/SMANS组合导航方法，其特征在于，步骤S5中采用卡尔曼滤波对捷联惯性导航和景象导航输出进行信息融合。

9.一种实现权利要求1-8中任一项所述的SINS/SMANS组合导航方法的SINS/SMANS组合导航系统，其特征在于，包括：

大气惯性导航系统，用于得到惯导位置信息并输出至卡尔曼滤波模块；

图像传感器视区及定位参数计算模块，用于根据所述大气惯性导航系统输出的位置信息计算机载图像传感器的参数和几何关系；

数字参考地图数据库，用于根据所述图像传感器视区及定位参数计算模块的计算结果得到合适的数字参考地图；

图像传感器模拟模块，用于模拟生成机载图像传感器拍摄的实时图像；

图像匹配模块，用于对由所述数字参考地图数据库获得的所述数字参考地图和由所述图像传感器模拟模块模拟的实时图像进行配准，计算得出飞行器的实时位置；

卡尔曼滤波模块，用于根据大气惯性导航系统输出的惯导位置信息和图像匹配模块输出的飞行器实时位置信息进行信息融合；得到最终融合的位置信息结果，同时对所述大气惯性导航系统进行误差校正。

10.如权利要求9所述的SINS/SMANS组合导航系统，其特征在于，所述系统还包括飞行轨迹发生器模块，用于模拟飞行器的飞行位置和姿态，以供所述图像传感器模拟模块模拟实时图像。