本技术公开了一种基于图像匹配的无人机辅助定位方法和装置,该方法包括:获取无人机在当前时刻采集的俯拍影像,得到待定位无人机图像;利用目标图像匹配模型提取待定位无人机图像的无人机特征信息,并将无人机特征信息与多个卫星图像的卫星特征信息进行匹配,得到目标卫星图像;对待定位无人机图像和目标卫星图像进行特征点配对,得到第一配对特征点;计算待定位无人机图像和目标卫星图像之间的第一单应性矩阵;利用第一单应性矩阵将目标卫星图像中的位置信息映射到待定位无人机图像中,得到无人机的第一预测位置信息。本方案可以捕获到高鲁棒性多尺度对象特征,提高了图像匹配的准确度,提高了无人机定位的精准度。
背景技术
无人机(UAV,Unmanned Aerial Vehicle)是一种无人操作的飞行装置,凭借自身良好的操控性、灵活性、体积小、智能化程度高、不易被发现等优势,普遍运用于物资运输、军事侦察、工业检测、遥感绘测、营救行动、气象监测、地理地图绘制和农作物生产等领域。
卫星定位系统、惯性定位系统和视觉定位系统是主流且成熟的无人机定位方式。卫星定位系统作为无人机常用定位方式,在使用中经常会发生被干扰和被拒绝等现象,甚至,在军事领域中,还容易出现无线电被恶意干扰,或者被屏蔽的情况。惯性定位所需配备的传感器重量大,且必须精确地知道在飞行起始时运载体的位置,惯性测量值用来估算在启动之后所发生的位置变化,导致系统存在累积误差大的缺陷。视觉定位系统利用无人机自身所搭载的各种传感器,以一定的角度获取当前所处环境的信息,将所获取的信息与卫星图像或其他预处理信息配对定位,以获取自身所处的位置信息。
无人机系统定位的目标不仅需要满足严格的时间约束,还需要满足严格的定位误差。无人机视觉定位系统作为抗干扰能力强、无定位累积误差及工作依赖度低的定位方式,也存在不可忽视的问题:1)卫星图像与无人机图像是异源图像,由于两种图源的采集方式不同,无人机图像和遥感图像在成像风格、时间尺度和覆盖尺度等可能存在显著差异。2)无人机都具有一定的飞行高度,图像实际覆盖范围中的内容极其丰富,纹理和细节都比较稀疏,时间变迁进一步增加了寻找相同目标对的难度,降低图像匹配成功率。3)无人机属于嵌入式平台,其算力较小,不具备部署大规模神经网络模型的条件,在不损失精度的前提下设计高效的图像匹配算法具有很高的挑战性。
实现思路