顾及灰度-梯度双通道特征与形变参数优化的陆标匹配方法

来源：电子与信息学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：徐昌定, 刘世杰, 肖长江

单位：1.同济大学测绘与地理信息学院 上海 2000922.上海市航天测绘遥感与空间探测重点实验室 上海 2000923.上海自主智能无人系统科学中心 上海 200092

摘要：面向深空探测任务对光学自主导航定位的迫切需求，该文提出一种融合影像灰度与梯度幅值双通道特征，并结合形变参数优化的陆标匹配算法。该方法将匹配问题转换为非线性函数求解问题，以陆标与着陆器影像在灰度与梯度特征上的差异最小化为目标，构建非线性函数，并采用Levenberg-Marquardt算法迭代求解最优形变参数，从而获得陆标在着陆影像上精确的匹配位置。实验结果表明，即便在存在多种先验误差的情况下，该方法仍能以亚秒级的速度实现鲁棒匹配，平均匹配误差模长为1.03像素。研究结果充分验证了该算法在高精度与高实时性陆标匹配任务中的有效性，可为无卫星导航条件下的月球着陆定位提供可靠的技术支撑。

关键词：陆标匹配, 灰度-梯度特征, 变形参数优化, 月球着陆定位

基金资助：国家自然科学基金(42530113, 42171432, 42471395)，上海市“科技创新行动计划”自然科学基金 (24ZR1471000)，中央高校基本科研业务费