Алгоритмы установления соответствия при обработке изображений для решения задач управления посадкой летательных аппаратов

Для решения задач навигации и управления посадкой в беспилотных летательных аппаратах, в частности рамках проекта “Фобос-грунт”, представляется целесообразным совместное использование радиотехнической системы обеспечения посадки с системой технического зрения (СТЗ), что позволяет существенно повысить устойчивость управления к отказам и точность измерения за счет комплексирования измерительных систем. Использование СТЗ способствует повышению надежности посадки в полностью автоматическом режиме.
Разработка проекта системы технического зрения ведется при поддержке РФФИ (грант № 06-08-01497а).
Одной из важнейших задач решаемых в рамках подобных проектов является разработка методов установления соответствия в стереопарах и парах изображений, получаемых в монокулярном режиме. Существующие подходы к решению задачи установления соответствия требуют значительных вычислительных затрат, что затрудняет их практическую реализацию на базе бортового вычислительного комплекса ограниченной технической оснащенности.
Для решения задачи авторами предлагается использовать подход, базирующийся на использовании быстрых методов компенсации движения в яркостной области в сочетании с применением различных частотных преобразований для уменьшения погрешности при поиске соответствия. Рассматриваются модифицированные методы быстрого поиска (three-step search, 2-D logarithmic search, cross search algorithm, hierarchical search), учитывающие геометрические особенности элементов стереопары. В качестве частотных преобразований используются преобразование Уолша-Адамара, дискретное косинус-преобразование, дискретное синус-преобразование. Для ускорения поиска решается задача отбора пар наиболее значимых коэффициентов частотных преобразований, адекватно характеризующих различия соответствующих элементов в стереопарах, и в наименьшей степени подверженных влиянию шумовой составляющей изображений.