关于卫星机器人的目标特征点匹配研究.pdf

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1、第33卷第5期计算机仿真2016年5月文章编号：1006—9348(2016)05—0380—05关于卫星机器人的目标特征点匹配研究张小俊，张明路，白丰，孙凌宇(河北工业大学机械工程学院，天津300130)摘要：针对各种变换，特别是旋转变换干扰的卫星机器人装配画面中，传统二进制算法构建的特征点描述向量间错误匹配现象严重的问题，基于旋转变换矩阵，通过粗精结合的方式提出一种应用于卫星机器人的目标特征点匹配方法，以确保图像配准、目标识别和区域标定等装配步骤的顺利完成。创建具有旋转不变特征的新采样模型及采样点对选取机制；以100为间隔，获取待匹配图像特征点的粗旋转变换矩阵，并结合基准图像的描述矩阵搜索

2、粗匹配时的最佳旋转角度；在粗旋转角度的±10。位置，以1o为间隔重复以上步骤，计算出精确旋转角度并获得准确匹配点；另外，还采用了多尺度的FAST检测子和RANSAC等算法。实验结果表明，所提方法能够更好的克服卫星装配图像中的各种变换干扰，快速匹配正确特征点。平均的匹配正确率能够达到82．5％。关键词：二进制描述；旋转变换矩阵；粗精结合；快速匹配中图分类号：TIB91文献标识码：BTargetFeaturePointsMatchingResearchaboutSatelliteRobotZHANGXiao-jun，ZHANGMing-lu，BAIFeng，SUNLing—yu(SchoolofM

3、echanicalEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China)ABSTRACT：Inthesatelliterobotassemblyimageswithallkindsoftransformation，especiallytherotationtransfor-mationinterference，aimingattheseriousproblemthatfeaturepointdescribevectorofthetraditionalbinaryalgorithmhasphenomenonoferrormatch

4、．Basedonrotationtransformationmatrix，puttingforwardacoarseandfinecombina—tiontargetmatchingalgorithmaboutsatelliterobottoensuretheimageregistration，targetrecognitionandregionalcal—ibrationassemblystepiscompleted．Creatinganewrotationinvariantsamplemodelandselectingmechanismofs81n-plingpoints．With10。f

5、orinterval，obtainingcoarserotationtransformmatrixinmatchingimageandthereferenceimage‘Sdescriptionmatrixtosearchthebestcoarserotativeangle；Atthecoarserotativeangleof±10o，repeatingtheabovestepswith1。interval，calculatingrotationangleaccuratelyandcorrectmatchingpoints．Inaddition，adop-tingthemulti-scaleF

6、ASTandRANSACalgorithm．ExperimentshowsthattheproposedalgorithmCallbetterover-comeallkindsoftransformation，fastmatchingthecorrectfeaturepoints．TheaveragematchingaccuracyCanreach82．5％．KEYWORDS：Binarydescription；Rotationtransformationmatrix；Coarseandfinecombination；Fastmatching1引言卫星机器人的真实地面装配画面普遍存在各种变换、

7、特别是旋转变换的干扰，严重影响图像配准、目标识别和区域标定等任务的顺利进行，不利于机器人系统开展卫星地面装配工作。调查显示，基于局部特征点的相关匹配方法由于其鲁棒的性能，正在受到越来越多的学者关注。但是具体到卫星机器人地面装配领域，如何提出一种具有鲁棒区分性能，同时兼顾实时性能的目标特征点匹配方法，成为了当前的研究难点¨’2J。基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2015AA04310