[发明专利]卫星地图与航拍图像模板匹配方法、无人机定位方法

说明书

本发明公开了一种卫星地图与航拍图像模板匹配方法、无人机定位方法，属于图像匹配领域，包括步骤：S1，在得到一个航拍图像和卫星地图的图像对之后，将两幅图像按照不同的方式分割为等面积的多个图像块；S2，对于每种分割方式，计算两幅图像对应图像块之间的归一化信息距离；S3，对于每种分割方式的多个图像块的匹配结果，舍弃误差高于设定值图像块，用剩余图像块的平均值作为该分割方式的最终匹配度；S4，对每种分割方式得到的最终匹配度，选择匹配度最高的结果作为两幅图像最终的匹配度。本发明可以提高航拍图像和卫星地图的图像匹配精度，提高基于模板匹配方法的无人机定位精度。

技术领域

本发明涉及图像匹配领域，更为具体的，涉及一种卫星地图与航拍图像模板匹配方法、无人机定位方法。

背景技术

卫星地图是由卫星拍摄地面的图像拼接而成的地面，卫星地图的每个像素都可以通过固定的公式计算出相应的经纬度。无人机用垂直向下的相机拍摄的图像与卫星地图进行匹配，可以计算出自身的经纬度。模板匹配是一类重要的图像匹配方法，这类方法通过统计图像中不同强度的像素的数量关系，比较两幅图像的相似度。

现有技术存在如下问题：卫星地图更新的时间间隔很大，导致一些地面场景已经发生变化，而卫星地图上还是旧的场景，比如新修建的建筑物。这会造成无人机航拍图像与卫星地图差异较大，影响图像匹配和无人机定位精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卫星地图与航拍图像模板匹配方法、无人机定位方法，可以提高航拍图像和卫星地图的图像匹配精度，提高基于模板匹配方法的无人机定位精度。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种卫星地图与航拍图像模板匹配方法，包括步骤：

S1，在得到一个航拍图像和卫星地图的图像对之后，将两幅图像按照不同的方式分割为等面积的多个图像块；

S2，对于每种分割方式，计算两幅图像对应图像块之间的归一化信息距离；

S3，对于每种分割方式的多个图像块的匹配结果，舍弃误差高于设定值图像块，用剩余图像块的平均值作为该分割方式的最终匹配度；

S4，对每种分割方式得到的最终匹配度，选择匹配度最高的结果作为两幅图像最终的匹配度。

进一步地，在步骤S1中，所述多个图像块为四个图像块。

进一步地，在步骤S3中，当在步骤S1中将两幅图像按照不同的方式分割为等面积的四个图像块后，则所述舍弃误差高于设定值图像块包括子步骤：在四个图像块中，舍弃误差较大的两块，用剩余两个图像块的平均值作为该分割方式的最终匹配度。

进一步地，所述航拍图像为无人机航拍图像。

一种无人机定位方法，包括步骤：

步骤1，无人机在初始位姿假设下，通过投影得到卫星地图上的理论观测图像；

步骤2，用如权利要求1～4任一所述的模板匹配方法，计算航拍图像与理论观测图像之间的匹配度；

步骤3，在初始位姿附近进行搜索，重复步骤1、步骤2，直到找到匹配度最高的理论观测图像，对应的位姿即为定位结果。

进一步地，在步骤S2中，所述卫星地图为针对实际场景发生局部变化的卫星地图。

本发明的有益效果包括：

本发明提出了一种新的模板匹配方法，可以有效避免卫星地图的局部场景发生变化对匹配精度的影响，从而提高航拍图像和卫星地图的图像匹配精度，提高基于模板匹配方法的无人机定位精度。