專利名稱：光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種矢量預(yù)測(cè)方法，尤其是一種光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，屬于光電導(dǎo)航的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光電導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)矢量的估算用公式Vn = pre_v+a表示，其中Vn為當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量的輸出值，pre_v為當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)值，等于上一次運(yùn)算所得的位移矢量，即pre_ ν = Vlri ；a為用以調(diào)節(jié)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量的修正值，a為通過(guò)圖像匹配的方式計(jì)算出來(lái)的模塊的相對(duì)偏移量?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是當(dāng)上一次的運(yùn)動(dòng)矢量Vlri計(jì)算錯(cuò)誤時(shí)，當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)矢量輸出值也是錯(cuò)誤的，這樣產(chǎn)生連鎖反應(yīng)而將這樣的錯(cuò)誤不斷放大最終導(dǎo)致導(dǎo)航系統(tǒng)的不可控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，其方法操作簡(jiǎn)單，預(yù)測(cè)精度高，可控性好，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，所述運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法包括如下步驟a、高速采集相鄰兩幀導(dǎo)航圖像，所述兩幀導(dǎo)航圖像中的前一幀形成基準(zhǔn)幀，另一幀圖像形成目標(biāo)幀；b、在基準(zhǔn)幀內(nèi)設(shè)置基準(zhǔn)塊B，基準(zhǔn)塊B的像素矩陣為!V所述像素矩陣!^b的大小為 mXn，基準(zhǔn)塊B的起始坐標(biāo)為( ，yQ)；C、在目標(biāo)幀內(nèi)設(shè)置以(Xl，Y1)及以其為中心的周圍8個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)，大小為mXn 的9個(gè)模塊作為匹配選擇模塊，所述匹配選擇模塊的像素矩陣分別為F1 F9 ；d、根據(jù)步驟c中得到的9個(gè)匹配選擇模塊的像素矩陣，分別計(jì)算匹配選擇模塊的像素矩陣F1 F9與基準(zhǔn)塊B的像素矩陣內(nèi)!^b間對(duì)應(yīng)像素差絕對(duì)值的和，即
x=m y=nSum B1=YjYj \fb (χ0 + Uo + 少)-Fi (x1 + X，兄+ y% i = 1，2Λ，9 ；
x=0 y=0且當(dāng)所述SumBi最小時(shí)，相應(yīng)的匹配選擇模塊為最佳匹配模塊；e、根據(jù)步驟d中得到的最佳匹配模塊與基準(zhǔn)塊B間的相對(duì)位置，得到運(yùn)動(dòng)矢量修正值α ；f、選取目標(biāo)幀之前的三個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量Vn_3，Vn_2，Vlri，目標(biāo)幀的運(yùn)動(dòng)矢量為pre_v ；設(shè)定X軸方向上述三個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量中的最大值為P_X = max([Vn_3_x, vn_2 x，Vlri J)，在X軸方向上上述三個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量中的最小值為q_x = min([Vn_3 x，Vn_2 x，Vn_LJ)；根據(jù)目標(biāo)函數(shù)^llin =
pre_vx-Vn_3 x | +1 pre_vx-Vn_2_x | +1 prejx-V^—x |，當(dāng)所述目標(biāo)函數(shù)取最小值時(shí)，得到目標(biāo)幀在 χ 軸上的矢量值 pre_vx, pre_vx e [q_x, p_x]；g、選取目標(biāo)幀之前的三個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量Vn_3，Vn_2，Vlri，目標(biāo)幀的運(yùn)動(dòng)矢量為pre_v ；設(shè)定1軸方向上述三個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的最大值為P_y = max ([Vn_3 y，Vn_2 y，Vlri y])，在y軸方向上上述三個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量中的最小值為q_y = min ([Vn_3—y，vn_2_y, Vn_Ly])；根據(jù)目標(biāo)函數(shù)= | pre_ vy-Vn_3j I +1 pre_vy-Vn_2j | +1 pre_vy-Vn_Ly |，當(dāng)所述目標(biāo)函數(shù)取最小值時(shí)，得到目標(biāo)幀在y軸上的矢量值 pre_vy, pre_vy e [q_y, p_y]；h、根據(jù)步驟f與步驟g得到目標(biāo)幀的運(yùn)動(dòng)矢量pre_v，并根據(jù)步驟e得到的運(yùn)動(dòng)矢量修正值α，完成目標(biāo)幀運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)。所述步驟f和步驟g中，當(dāng)Vn_3 = Vlri時(shí)，pre_v = Vn^10所述步驟f和步驟g中， 當(dāng)νη-3 φ Vlri，且當(dāng)Vn_3 = vn_2時(shí)，pre_v = Vn_2。所述步驟f和步驟g中，當(dāng)Vn_3乒Vn+且當(dāng) Vn-S 乒 \-2 時(shí)，Pre_v = Vn_2。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)高速采集導(dǎo)航圖像，能夠得到基準(zhǔn)幀與目標(biāo)幀；通過(guò)在基準(zhǔn)幀內(nèi)選擇基準(zhǔn)塊B，在目標(biāo)幀內(nèi)選擇匹配選擇模塊，選擇與基準(zhǔn)塊B的最佳匹配選擇模塊， 能夠得到目標(biāo)幀運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的修正值；然后根據(jù)目標(biāo)幀之前的三幀運(yùn)動(dòng)矢量值預(yù)測(cè)目標(biāo)幀的運(yùn)動(dòng)矢量，能夠有效控制目標(biāo)幀運(yùn)動(dòng)矢量的估算，當(dāng)估算錯(cuò)誤時(shí)，能夠有效地進(jìn)行調(diào)節(jié)而不使錯(cuò)誤進(jìn)行傳遞；方法操作簡(jiǎn)單，預(yù)測(cè)精度高，可控性好，安全可靠。


圖1為本發(fā)明目標(biāo)幀內(nèi)選取匹配選擇模塊與基準(zhǔn)幀內(nèi)選取基準(zhǔn)塊的示意圖。圖2為本發(fā)明對(duì)目標(biāo)幀運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的一種流程圖。圖3為本發(fā)明對(duì)目標(biāo)幀運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的另一種流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。為了提高光電導(dǎo)航中運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的精度，確保導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性，本發(fā)明光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法包括如下步驟a、高速采集相鄰兩幀導(dǎo)航圖像，所述兩幀導(dǎo)航圖像中的前一幀形成基準(zhǔn)幀，另一幀圖像形成目標(biāo)幀；所述高速采集兩幀導(dǎo)航圖像時(shí)，相鄰兩幀圖像的偏移量不會(huì)太大，運(yùn)動(dòng)速度的修正值較?。籦、在基準(zhǔn)幀內(nèi)設(shè)置基準(zhǔn)塊B，基準(zhǔn)塊B的像素矩陣為Fb，所述像素矩陣!^b的大小為 mXn，基準(zhǔn)塊B的起始坐標(biāo)為( ，yQ)；C、在目標(biāo)幀內(nèi)設(shè)置以(Xl，Y1)及以其為中心的周圍8個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)，大小為mXn 的9個(gè)模塊作為匹配選擇模塊，所述匹配選擇模塊的像素矩陣分別為F1 F9 ；如圖1所示為在目標(biāo)幀內(nèi)選擇相應(yīng)的匹配選擇模塊F1 F9 ；在高速采集導(dǎo)航圖像后，匹配選擇模塊F1 F9與基準(zhǔn)塊B間具有對(duì)應(yīng)性和匹配性，通過(guò)選擇最佳匹配選擇模塊能夠得到目標(biāo)幀的運(yùn)動(dòng)矢量修正值；在目標(biāo)幀內(nèi)選擇匹配選擇模塊F1中，由于目標(biāo)幀與基準(zhǔn)幀的重疊及選取關(guān)系，能得到起始坐標(biāo)(Xl，yi)與基準(zhǔn)塊B的起始坐標(biāo)為( ,%)具有相同的坐標(biāo)值，匹配選擇模塊F2 F9其他起始坐標(biāo)在目標(biāo)幀內(nèi)的選取與目標(biāo)幀內(nèi)選擇匹配選擇模塊F1對(duì)應(yīng)。d、根據(jù)步驟c中得到的9個(gè)匹配選擇模塊的像素矩陣，分別計(jì)算匹配選擇模塊的像素矩陣F1 F9與基準(zhǔn)塊B的像素矩陣內(nèi)!^b間對(duì)應(yīng)像素差絕對(duì)值的和，即
權(quán)利要求
1.一種光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法包括如下步驟(a)、高速采集相鄰兩幀導(dǎo)航圖像，所述兩幀導(dǎo)航圖像中的前一幀形成基準(zhǔn)幀，另一幀圖像形成目標(biāo)幀；(b)、在基準(zhǔn)幀內(nèi)設(shè)置基準(zhǔn)塊B，基準(zhǔn)塊B的像素矩陣為!V所述像素矩陣&的大小為 mXn，基準(zhǔn)塊B的起始坐標(biāo)為( ，yQ)；(c)、在目標(biāo)幀內(nèi)設(shè)置以(Xl，yi)及以其為中心的周圍8個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)，大小為mXn的 9個(gè)模塊作為匹配選擇模塊，所述匹配選擇模塊的像素矩陣分別為F1 F9 ；(d)、根據(jù)步驟(c)中得到的9個(gè)匹配選擇模塊的像素矩陣，分別計(jì)算匹配選擇模塊的像素矩陣F1 F9與基準(zhǔn)塊B的像素矩陣內(nèi)!^b間對(duì)應(yīng)像素差絕對(duì)值的和，即
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，其特征是所述步驟(f)和步驟(g)中，當(dāng) Vn_3 = Vlri 時(shí)，pre_v = Vlri。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，其特征是所述步驟(f)和步驟(g)中，當(dāng) νη-3 φ Vlri，且當(dāng) Vn-3 = \-2 時(shí)，pre_v = Vn_2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，其特征是所述步驟(f)和步驟(g)中，當(dāng) Vn_3 Φ Vlri，且當(dāng) Vn_3 Φ Vn_2 時(shí)，pre_v = Vn_2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方法，其包括如下步驟a、高速采集相鄰兩幀導(dǎo)航圖像，分別形成基準(zhǔn)幀與目標(biāo)幀；b、在基準(zhǔn)幀內(nèi)設(shè)置基準(zhǔn)塊B；c、在目標(biāo)幀內(nèi)設(shè)置與基準(zhǔn)塊B的起點(diǎn)及以其為中心的周圍8個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)的匹配選擇模塊；d、計(jì)算匹配選擇模塊的像素矩陣與基準(zhǔn)塊B的像素矩陣內(nèi)間對(duì)應(yīng)像素差絕對(duì)值的和，當(dāng)所述差絕對(duì)值的和最小時(shí)得到最佳匹配模塊；e、得到運(yùn)動(dòng)矢量修正值α；f、選取目標(biāo)幀之前的三個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量Vn-3，Vn-2，Vn-1，根據(jù)目標(biāo)函數(shù)得到在x軸上的矢量值；g、根據(jù)目標(biāo)函數(shù)得到在y軸上的矢量值；h、完成目標(biāo)幀運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，預(yù)測(cè)精度高，可控性好，安全可靠。
文檔編號(hào)G06T7/20GK102314694SQ20111022235
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者鄧玉俊 申請(qǐng)人:無(wú)錫銀泰微電子有限公司