激光成像与红外遥感图像配准技术研究及其应用

激光成像图像配准技术研究是当前国防与民用领域的重要课题，尤其是在自主导航系统的发展中扮演关键角色。本文主要关注于将可见光与红外遥感图像进行精确配准，以实现高精度的视觉导航。图像配准这一过程涉及两个主要环节： 1. 图像配准定义：图像配准是将不同时间、不同视角或来自不同传感器的同一场景的多幅图像，在三维空间中进行对齐，确保它们能够准确反映实际的物理位置关系。在视觉导航中，这通常涉及到将实时获取的可见光或红外图像与预设的高分辨率参考图像进行匹配。 2. 配准要素：由于待配准图像具有多样性，如几何形变、分辨率差异、局部遮挡和噪声干扰等，设计通用的配准方法具有挑战性。激光雷达图像与可见光遥感图像由于成像机制不同，存在明显的视觉差异，这增加了配准的复杂性。 1. 研究背景与意义：传统依赖卫星导航和惯性导航的组合导航存在诸多局限，如对外部信息的依赖、可靠性低以及可能的安全风险。视觉导航系统，尤其是基于图像配准的方案，因其自主性、低成本、高精度和良好的隐蔽性及抗干扰能力，正逐渐受到关注。 1. 技术发展：随着高性能成像传感器的广泛应用和图像处理算法的进步，处理复杂图像数据的能力增强，使得视觉导航技术得以突破。可见光/红外摄像机和成像雷达的结合，使得飞行器能够在任何时间、任何天气条件下获取导航信息。 1. 应用前景：激光成像图像配准技术对于提升自主导航系统的性能至关重要。它不仅有助于提高飞行器定位和导航的准确性，还能够增强系统的生存能力和适应性，特别是在长航时、高隐蔽性的应用场景中。 在视觉导航系统的设计中，如何有效地将可见光遥感图像与激光雷达图像进行配准，开发出鲁棒且高效的异源遥感图像配准算法，是本研究的核心内容。这需要深入理解成像机制差异，采用先进的计算机视觉和机器学习技术，以确保导航参数的准确提取，从而为军事和民用领域的自主飞行器提供强大支持。