受控矢量模板的异源图像自动目标捕获定位方法和技术研究

异源自动目标捕获定位方法和技术是指利用光学图像信息测量出运动平台的位置、速度、方向信息，为运动平台提供导航信息的技术，是目前国际上自动目标捕获定位、导航技术、末制导技术领域发展迅速前沿、尖端技术之一。.本项目提出了受控矢量模板的异源图像自动目标捕获定位方法和技术研究。主要针对异源图像的不同特性，研究红外和可见图像的成像机理，建立适合异源自动目标捕获定位的理论模型；研究受控矢量几何数学模型的场景模型构造方法、场景矢量模型与实时红外图像的匹配方法、自身姿态和位置信息的场景矢量模型三维变换方法；研制多DSP+FPGA的异源自动目标捕获定位系统，实时实现受控矢量模板的异源图像自动目标捕获定位方法和技术。.该项目的完成将使我国的红外成像制导技术尽快实现工程化应用，提高我国精确制导武器的水平，促进我国的异源图像自动目标捕获定位方法和技术尽早在型号上的应用。

本项目的研究内容主要为受控矢量模板的异源图像自动目标捕获定位方法和技术，解决预先输入的异源正视图像作为模板在实时异源图像中的特征匹配问题，即实现异源图像之间基于场景匹配的自动目标捕获(ATA)，主要研究内容包括以下四个方面：.1) 针对异源图像的不同特性，研究红外和可见图像的成像机理，建立适合异源图像自动目标捕获定位的理论模型；.2) 利用异源图像自动目标捕获定位的理论模型，研究受控矢量几何数学模型的场景模型构造方法；.3) 研究场景矢量模板与实时红外图像的匹配方法，研究自身姿态和位置信息的场景矢量模板三维变换方法，实现异源图像自动目标捕获定位；.4) 研制多DSP+FPGA的异源自动目标捕获定位系统，实时实现受控矢量模板的异源图像自动目标捕获定位方法和技术。.项目起止时间为2012年1月至2015年12月，共4年时间。项目按照计划书的内容和研究目标进行了研究，并取得了预期的成果。研究内容未进行重大调整和变动。.重要结果及关键数据：.1) 分析了红外与可见光图像的成像特点，以及两者之间的异同点，据此得出异源图像之间的同类特征的提取方法，从红外与可见图像来说，其可利用的共同点为其高频信息，即边缘及轮廓数据；.2) 利用高频信息，获取可见光场景中物体自身及物体之间的边缘数据，提出受人工知识控制的矢量模型，采用人工监督的方法，获取连续的、有向的矢量信息，有意识的针对可见和红外的共性特征，在可见模板中体现红外特性，使模板的红外适应性大大增加。.3) 矢量模板建立后，可利用视角变换规则，对矢量模板进行与实际场景对应的视角变换，由于采用了矢量形式，因而避免了逐点变换的缺点，采用矢量变换大大提高了变换的精度和效率。.科学意义：本项目是基于目前光学测量设备中对于基于可见光模板进行红外目标自动捕获的需求而开展的研究，以典型的红外与可见光这两类异源传感器对于同一目标的特性表现出发，发现其特征异同点，利用其对物体的同类相近特征，实现异源图像的匹配，并利用各种实际试验数据进行了验证，该技术对于军事、航空、航天领域中的对地目标自动捕获和跟踪具有较高的应用价值。