[发明专利]一种基于景象匹配的地面目标间接定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及景象匹配技术领域，具体的说是涉及一种基于景象匹配的地面目标间接定位方法。

背景技术

景象匹配是在航天技术、卫星应用技术、传感器技术、计算机技术、图像处理及模式识别的基础上发展起来的一门新技术，它在飞机辅助导航、远程武器或精确制导武器系统如巡航导弹的末制导、图像目标的搜索与跟踪等军事领域具有重要的应用价值。在众多涉及无人飞行器的技术中，无人飞行器定位技术是一项极其关键的技术，这项技术主要用于对无人飞行器实施精确定位和自主导航，是无人飞行器完成任务的保证。无人飞行器景象匹配定位技术应运而生，传统的景象匹配定位实质利用无人飞行器上的摄像头采集到的实时图像与卫星图像或者事先存储在无人飞行器中的图像进行匹配，获取位置信息。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种基于景象匹配的地面目标间接定位方法，其可通过选准瞄准点实现对所有目标进行打击。

本发明所采用的技术方案是：一种基于景象匹配的地面目标间接定位方法，获取导弹在预定飞行姿态和高度下目标景象区域的基准图像作为基准图，导弹实际飞行过程中弹载摄像机获取正下方相同景象区域的实时图像作为实时图，从基准图中选取要害点和适于识别的匹配点，根据拍摄实时图时导弹的飞行姿态和高度确定弹载摄像机摄像坐标系与基准图中基准坐标系的转换关系，根据确定的转换关系，利用基准图生成一副与实时图具有相同畸变，且包含要害点和匹配点的模板图，然后将实时图与模板图进行匹配，确定实时图中所要瞄准的区域，确定该区域内匹配点与要害点在基准图中的相对位置关系，之后根据导弹实际飞行时的姿态角偏差和飞行高度偏差所导致的实时图与基准图的畸变关系，换算出匹配点与要害点在实时图中的相对位置关系，并以匹配点作为瞄准点进行间接定位。

基准坐标系和摄像坐标系的建立方法为：

建立基准坐标系oxyz，原点o选在基准图的左上角的顶点，ox轴沿规定导弹所飞行的方向指向前方，oy轴与基准图所在平面垂直向上，oz 轴与ox和oy 构成的平面垂直, 并满足右手定则；

建立摄像坐标系ox₁y₁z₁，原点o选在弹载摄像头正下方地面上对应点的位置，ox₁轴沿规定导弹所飞行的方向指向前方，oy₁轴与基准图所在平面垂直向上，oz₁轴与ox₁和oy₁构成的平面垂直, 并满足右手定则。

所述基准坐标系中的点(x, y, z)与摄像坐标系中的点(x₁,y₁,z₁ )之间转换关系为：                                               ，其中，为导弹的俯仰角，为偏航角，为滚动角，(x₀,y₀,z₀)为摄像机在基准坐标系中的坐标。

假定基准图中要匹配点的坐标是（x₀,y₀），要害点的坐标是（x,y），利用公式△x=x₀-x，△y=y₀-y，计算△x和△y的值以确定基准图中要害点和匹配点之间的关系，假定实时图中要害点和匹配点之间的位置关系为△xˊ和△yˊ，所述△xˊ和△yˊ的取值判断方法如下：

（1）拍摄实时图和基准图时的高度h, 导弹的俯仰角、偏航角、滚动角均相等时，实时图中匹配点和要害点之间的位置关系不发生变化，则；

（2）拍摄实时图和基准图时的高度h不同，偏航角、俯仰角、滚动角都相等时，设，其中，表示拍摄实时图的高度，h表示拍摄基准图的高度，利用公式计算实时图中匹配点和要害点的位置关系；

（3）摄实时图和基准图时的偏航角不同，高度h、俯仰角、滚动角都相等时，实时图中匹配点和要害点之间的位置关系不会发生变换，则；