基于联合检测-描述的火星表面特征提取方法
作者:
作者单位:

1.南京航空航天大学航天学院,南京 211106;2.北京控制工程研究所,北京 100190

作者简介:

通讯作者:

李爽,男,教授,博士生导师,E-mail:lishuang@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

V11

基金项目:

五〇二所空间光电测量与感知实验室开放基金课题(LabSOMP-2019-02);空间智能控制技术国防科技重点实验室开放基金 (HTKJ2019KL502019)。


Method of Feature Extraction on the Martian Surface Based on Joint Detection and Description
Author:
Affiliation:

1.College of Astronautics, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 211106, China;2.Beijing Institute of Control Engineering, Beijing 100190, China

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    摘要:

    针对火星着陆光学导航过程中,传统的图像特征点提取算法在相机角度变化、光照条件变化等情况下,序列图像间的特征点提取与匹配鲁棒性差的问题,提出了基于卷积神经网络的联合检测-描述特征提取方法。首先,通过Blender获取模拟火星着陆过程的视频,使用稀疏重建方法,对模拟视频的图像和火星真实图像进行三维重建,建立了神经网络可用的训练数据集。然后搭建了卷积神经网络以处理图像数据,通过改进损失函数,联合特征描述符和特征检测器双重作用,获得了更准确的匹配结果。仿真结果表明,该方法在处理多视角、光照条件多变的火星表面图像方面,具有更好的特征提取结果,并在匹配测试阶段具备优于传统算法的性能。

    Abstract:

    Given the changes of large camera angles and lighting conditions, the traditional algorithm of images’ feature point extraction cannot robustly realize extraction and matching between series images in the process of optical navigation during landing of the Mars rover. A joint detection-description feature extraction method based on convolutional neural network(CNN) is proposed to solve this. First, the video of the simulated Mars rover landing process is obtained by Blender. Then, the sparse reconstruction method is used to deal these images and real images of Mars, and establish a training dataset. Second, a convolutional neural network is built to process images by combining the dual roles of feature descriptor. And feature detector, and more accurate matching results are obtained by improving the loss function. Experiments show that this method has better results in feature detection of the Martian surface with multiple viewing angles and changing lighting conditions, and achieves better performance than traditional methods in the matching stage.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

何超群,胡茄乾,刘洋,李爽.基于联合检测-描述的火星表面特征提取方法[J].南京航空航天大学学报,2022,54(6):1040-1046

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  • 收稿日期:2022-03-11
  • 最后修改日期:2022-06-30
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  • 在线发布日期: 2022-12-16
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