不同分布下红外主动目标特征点配准方法研究

来源：电子测量技术杂志2024年第6期北京时间：

作者：范帅鑫，谷玉海，邹志，崔悦

单位：1.北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室 北京 100192; 2.航空工业北京长城计量测试技术研究所 北京 100095

摘要：视觉测量中经常需要用到特征匹配来计算位姿信息，但尚无针对红外主动目标设计特征匹配可用的算法，为实现对不同分布红外主动目标的匹配，本文提出了一种通用的两阶段特征点匹配方法。第一阶段为粗配准，首先检测图像特征点集的凸包，获取最外围点；通过构建三角形特征集，并使用马氏距离进行相似三角形计算搜索实现快速粗配准。第二阶段为精匹配，首先通过粗匹配特征计算欧拉角避免匹配结果的180°旋转对称；针对粗配准后的可能存在的特征点缺失问题，采用极线约束精匹配策略，充分利用已匹配特征点的几何信息，有效实现对剩余点的精确匹配。理论分析与实验表明，在13个红外发光点组成的旋转对称点集及非旋转对称点集下，该方法在绝对大小0°~40°的旋转范围内能高效匹配，实验测试极限性能能够达到50°，并对实际场景下特征点的遮挡等情况具有较好的鲁棒性，实验结果验证其适应性与稳定性，具有较高的实用价值。

关键词：红外主动目标;点集匹配;仿射变换;旋转对称;对极约束;遮挡点

基金资助：工业和信息化部民用飞机专项科研技术研究项目（MJ-2018-J-70）、;北京市科技委促进高校内涵发展学科建设专项资助项目（5112011015）、机电测控系统北京市重点实验室开放课题（KF20202223204）项目资助