Алгоритм уточнения совмещения разнородных изображений на основе ключевых точек
DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-2-107-115
DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-2-107-115
Аннотация: Актуальность. Рассматривается алгоритм уточнения совмещения разнородных изображений. Совмещение изображений осуществляется на основе нейросетевого отбора кандидатных областей. Совмещение разнородных изображений может служить основой для систем определения положения беспилотной воздушной техники, что является актуальной задачей в условиях отсутствия или вызванного помехами искажения сигнала глобальных систем навигации. Цель исследования. Разработка и экспериментальная оценка алгоритма уточнения совмещения изображений, сочетающего быстрый нейросетевой отбор кандидатных областей с точным позиционированием на основе сопоставления и геометрической верификации ключевых точек. Особое внимание уделяется работе в условиях, когда кадр, полученный с сенсора ЛА, пересекает границы нескольких спутниковых тайлов. Научная новизна заключается в определении положения ЛА при отсутствии сигналов глобальных навигационных систем на основе совмещения разнородных изображений подстилающей поверхности для заданного района полёта. На первом этапе производится отбор кандидатных областей с помощью симакской свёрточной нейронной сети. Сеть анализирует пары, состоящие из текущего бортового изображения и изображений подстилающей поверхности, вычисляя для каждой пары численную оценку визуального сходства, что позволяет сократить зону поиска. На втором этапе выполняется уточнение координат на основе сопоставления ключевых точек. Методы. Рассмотрены методы обнаружения, описания и сопоставления локальных признаков. В результате применения алгоритма уточнения на тестовой выборке средняя ошибка совмещения снизилась с 300 пикселей после нейросетевого отбора до 20 пикселей. Наиболее точные результаты получены для случаев, когда кадр ЛА полностью располагается в пределах одного спутникового тайла. Практическая значимость. Разработанный алгоритм обеспечивает определение местоположения ЛА с точностью 10-20 м при времени обработки ≤ 207 мс на основе разнородных изображений подстилающей поверхности.
Ключевые слова: разнородные изображения, совмещение изображений, сиамская архитектура нейронной сети, ключевые точки, визуальное сходство
Библиография статьи:
Бабаев С. И. Алгоритм уточнения совмещения разнородных изображений на основе ключевых точек / С. И. Бабаев [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2026. – Т. 29, № 2. – С. 107–115. DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-2-107-115
Авторы и правообладатели: