基于多子区先验信息的惯导信息校正方法、装置及设备

本技术涉及地面目标识别，特别是涉及一种基于多子区先验信息的惯导信息校正方法、装置及设备。

背景技术：

1、对地多模成像制导系统采用先进的探测和信息处理技术，实现对目标的精确打击，其中复杂地面背景下的目标识别技术是核心和难点。当前，目标识别技术主要分为以下两种方案：(1)通过提取图像中的信息从而识别目标的方案，即自动目标识别atr；该方案：首先，基于专家系统构建“目标知识基”；然后，通过计算图像在“目标知识基”所张成空间的投影来识别目标。这里“目标知识基”可以是图像的特征信息、也可以图像的统计信息。(2)通过景象匹配(图像匹配)从而捕获目标的方案，即自动目标捕获ata；该方案：首先，提取基准图像和实时图像的待匹配基元；然后，构建待匹配基元的描述符并匹配；最后，利用基元间的匹配空间关系解算出图像配准参数，从而捕获目标。

2、自动目标识别(atr)方案强烈依赖“目标知识基”的构建，而计算机视觉通常采用图像特征来实例化表达“目标知识基”。因此atr方案要么采用稀疏表示、词袋模型等特征工程方法，要么采用基于svm等传统机器学习方法；但是前者无法有效解决“目标知识基”在多种透视畸变条件下的鲁棒性问题，而后者只能识别图像中包含的目标类别，无法给出目标在图像中的精确位置。因此传统atr方案难以适用于高速弹载环境下的对地成像制导任务中。自动目标捕获(ata)方案则天然地具有精确定位打击点坐标的能力。该方案通过基准图与实时图之间的配准，从而找到基准图中任意点在实时图像中的对应位置。因此，ata方法仍然是主流的弹载成像制导方案研究方向。

3、但是现有的自动目标捕获方案需要用到惯导参数对实时图像进行校正，但是惯导参数会随着飞行距离而逐渐累积误差，从而导致校正后的实时图与基准图存在尺度差异；从而难以实现正确的匹配。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够进行快速校正的基于多子区先验信息的惯导信息校正方法、装置及设备。

2、一种基于多子区先验信息的惯导信息校正方法，所述方法包括：

3、获取实时图像数据集以及基准图像，所述实时图像数据集中包含由高空对地面目标获取的多帧实时图像，所述基准图像包含所述地面目标位置的准确信息；

4、对各帧所述实时图像进行几何校正得到校正后实时图像，在所述基准图像中选取多个感兴趣区域，并基于匹配方法将多个感兴趣区域在校正后实时图像中进行定位得到对应的多个感兴趣区域；

5、根据所述基准图像中各感兴趣区域中心之间的距离，以及在校正后实时图像上对应感兴趣区域中心之间的距离进行计算得到第一估计高度误差；

6、根据相应的置信度对所述第一估计高度误差进行相乘，得到实时图像对应的第二估计高度误差；

7、计算每6帧实时图像的第二估计高度误差的平均值，并将该平均值作为高度误差，根据所述高度误差对惯导信息中的高度信息进行逐步校正，直至所述高度误差收敛。

8、在其中一实施例中，所述感兴趣区域包括2个，或者大于等于3个。

9、在其中一实施例中，当所述感兴趣区域大于等于3个时，则每一帧实时图像可计算得到多个第一估计高度误差，计算其平均值作为各帧实时图像对应的第一估计高度误差。

10、在其中一实施例中，在计算多个第一估计高度误差的平均值之前，还根据惯导系统的固有误差对各所述第一估计高度误差进行判断，若所述第一估计高度误差大于固有误差则将其剔除。

11、在其中一实施例中，当所述感兴趣区域为2个时，根据惯导系统的固有误差对各帧实时图像对应的第一估计高度误差进行判断，若所述第一估计高度误差大于固有误差则将其剔除。

12、在其中一实施例中，当所述感兴趣区域为2个时，则所述置信度为0.65，当所述感兴趣区域大于等于3个时，则所述置信度为0.75。

13、在其中一实施例中，所述根据所述基准图像中各感兴趣区域中心之间的距离，以及在校正后实时图像中对应感兴趣区域中心之间的距离进行计算得到第一估计高度误差采用以下公式：

14、

15、在上式中，lab表示所述基准图像中感兴趣区域a和感兴趣区域b中心之间的距离，la′b′表示所述校正后实时图像中对应感兴趣区域a、感兴趣区域b的感兴趣区域a′和感兴趣区域b′中心之间的距离，h′表示由惯导系统得到高度信息。

16、一种基于多子区先验信息的惯导信息校正装置，所述装置包括：

17、图像数据获取模块，用于获取实时图像数据集以及基准图像，所述实时图像数据集中包含由高空对地面目标获取的多帧实时图像，所述基准图像包含所述地面目标位置的准确信息；

18、感兴趣区域匹配模块，用于对各帧所述实时图像进行几何校正得到校正后实时图像，在所述基准图像中选取多个感兴趣区域，并基于匹配方法将多个感兴趣区域在校正后实时图像中进行定位得到对应的多个感兴趣区域；

19、第一估计高度误差计算模块，用于根据所述基准图像中各感兴趣区域中心之间的距离，以及在校正后实时图像上对应感兴趣区域中心之间的距离进行计算得到第一估计高度误差；

20、第二估计高度误差计算模块，用于根据相应的置信度对所述第一估计高度误差进行相乘，得到实时图像对应的第二估计高度误差；

21、惯导信息校正模块，用于计算每6帧实时图像的第二估计高度误差的平均值，并将该平均值作为高度误差，根据所述高度误差对惯导信息中的高度信息进行逐步校正，直至所述高度误差收敛。

22、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

23、获取实时图像数据集以及基准图像，所述实时图像数据集中包含由高空对地面目标获取的多帧实时图像，所述基准图像包含所述地面目标位置的准确信息；

24、对各帧所述实时图像进行几何校正得到校正后实时图像，在所述基准图像中选取多个感兴趣区域，并基于匹配方法将多个感兴趣区域在校正后实时图像中进行定位得到对应的多个感兴趣区域；

25、根据所述基准图像中各感兴趣区域中心之间的距离，以及在校正后实时图像上对应感兴趣区域中心之间的距离进行计算得到第一估计高度误差；

26、根据相应的置信度对所述第一估计高度误差进行相乘，得到实时图像对应的第二估计高度误差；

27、计算每6帧实时图像的第二估计高度误差的平均值，并将该平均值作为高度误差，根据所述高度误差对惯导信息中的高度信息进行逐步校正，直至所述高度误差收敛。

28、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

29、获取实时图像数据集以及基准图像，所述实时图像数据集中包含由高空对地面目标获取的多帧实时图像，所述基准图像包含所述地面目标位置的准确信息；

30、对各帧所述实时图像进行几何校正得到校正后实时图像，在所述基准图像中选取多个感兴趣区域，并基于匹配方法将多个感兴趣区域在校正后实时图像中进行定位得到对应的多个感兴趣区域；

31、根据所述基准图像中各感兴趣区域中心之间的距离，以及在校正后实时图像上对应感兴趣区域中心之间的距离进行计算得到第一估计高度误差；

32、根据相应的置信度对所述第一估计高度误差进行相乘，得到实时图像对应的第二估计高度误差；

33、计算每6帧实时图像的第二估计高度误差的平均值，并将该平均值作为高度误差，根据所述高度误差对惯导信息中的高度信息进行逐步校正，直至所述高度误差收敛。

34、上述基于多子区先验信息的惯导信息校正方法、装置及设备，通过获取由包含高空对地面目标获取的多帧实时图像的实时图像数据集，以及包含地面目标位置的准确信息基准图像，对各帧实时图像进行几何校正得到校正后实时图像，在基准图像中选取多个感兴趣区域，并基于匹配方法将多个感兴趣区域在校正后实时图像中进行定位得到对应的多个感兴趣区域，根据基准图像中各感兴趣区域中心之间的距离，以及在校正后实时图像上对应感兴趣区域中心之间的距离进行计算得到估计高度误差，并根据估计高度误差对惯导信息中的高度信息进行校正，从而提高目标识别系统的环境适应能力和定位精度。