SLAM中图像特征匹配算法研究及其硬件实现

发布时间：2023-03-26 22:49

　　随着近年来我国综合国力的提升,国家利益范围从传统的领土、领空和领海,向海陆空天电等多方位迅速拓展,建立一支能够有效支援和维护国家利益拓展的战略性军事力量变得尤为重要,因而对非目标合作探测识别与精确打击成为了发展空间装备体系和保护国家空间安全的重要环节。由于SLAM算法具有在未知环境下对自身进行高精度的实时定位和对环境进行地图重建的特点,因此,SLAM技术已经成为太空战略武器装备研究领域中极其重要且极富挑战性的问题。本文主要研究了SLAM算法中图像特征匹配算法的基本原理,针对图像匹配算法的当前现状进行分析,在此基础上,为了提高图像特征点匹配速度和自适应性,将原FAST特征点提取算法的采样模式精简为以待测像素点为中心边上12个像素点的菱形模式,根据精简模式下FAST算法的反向推导计算出整帧图像的全局阈值,为了避免出现特征点堆积现象对提取的特征点进行非极大值抑制,采用FREAK特征点描述算法对特征点进行描述生成一串512位的二进制描述符,完成对相邻两帧图像中的特征点匹配。由于传统的图像匹配算法都是在软件平台上实现的,为了保证SLAM算法实时性要求,本文设计了基于FPGA平台的图像匹配算法硬件...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 图像匹配算法发展现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文章节安排
2.图像匹配算法基本原理
    2.1 SLAM算法基本原理
    2.2 图像特征点匹配算法基本原理
    2.3 图像匹配算法整体架构
    2.4 图像预处理与特征点提取
    2.5 特征点描述
    2.6 特征点匹配
    2.7 本章小结
3.图像匹配算法改进及其软件实现
    3.1 自动获取阈值
    3.2 图像特征点提取算法改进及其实现
        3.2.1 非极大值抑制算法实现
    3.3 FREAK特征点描述算法实现
    3.4 特征点匹配算法实现
    3.5 本章小结
4.图像匹配算法的硬件电路设计及其实现
    4.1 图像匹配算法模块硬件整体架构
    4.2 视频输入模块
        4.2.1 数字视频信号
        4.2.2 视频输入电路仿真
    4.3 SDRAM存储模块
        4.3.1 图像存储模块电路仿真
    4.4 自动获取阈值
        4.4.1 自动获取阈值电路仿真
    4.5 特征点提取
        4.5.1 非极大值抑制
        4.5.2 特征点提取与非极大值抑制电路仿真
    4.6 特征点描述
        4.6.1 BOOTH算法
        4.6.2 特征点描述电路仿真
    4.7 特征点匹配
        4.7.1 特征点匹配电路仿真
        4.7.2 图像匹配模块整体仿真
    4.8 图像特征匹配模块板级验证
        4.8.1 图像特征匹配模块板级功能验证
        4.8.2 图像特征匹配模块性能与资源消耗
    4.9 本章小结
5.研究总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献



本文编号：3771901