专利名称：光电导航运动矢量预测方法
技术领域：
本发明涉及一种矢量预测方法，尤其是一种光电导航运动矢量预测方法，属于光电导航的技术领域。
背景技术：
光电导航系统的运动矢量的估算用公式Vn = pre_v+a表示，其中Vn为当前运动矢量的输出值，pre_v为当前运动矢量的预测值，等于上一次运算所得的位移矢量，即pre_ ν = Vlri ；a为用以调节当前运动矢量的修正值，a为通过图像匹配的方式计算出来的模块的相对偏移量。现有技术的缺点是当上一次的运动矢量Vlri计算错误时，当前的运动矢量输出值也是错误的，这样产生连锁反应而将这样的错误不断放大最终导致导航系统的不可控。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种光电导航运动矢量预测方法，其方法操作简单，预测精度高，可控性好，安全可靠。按照本发明提供的技术方案，一种光电导航运动矢量预测方法，所述运动矢量预测方法包括如下步骤a、高速采集相邻两帧导航图像，所述两帧导航图像中的前一帧形成基准帧，另一帧图像形成目标帧；b、在基准帧内设置基准块B，基准块B的像素矩阵为!V所述像素矩阵!^b的大小为 mXn，基准块B的起始坐标为( ，yQ)；C、在目标帧内设置以(Xl，Y1)及以其为中心的周围8个点为起始点，大小为mXn 的9个模块作为匹配选择模块，所述匹配选择模块的像素矩阵分别为F1 F9 ；d、根据步骤c中得到的9个匹配选择模块的像素矩阵，分别计算匹配选择模块的像素矩阵F1 F9与基准块B的像素矩阵内!^b间对应像素差绝对值的和，即
x=m y=nSum B1=YjYj \fb (χ0 + Uo + 少)-Fi (x1 + X，兄+ y% i = 1，2Λ，9 ；
x=0 y=0且当所述SumBi最小时，相应的匹配选择模块为最佳匹配模块；e、根据步骤d中得到的最佳匹配模块与基准块B间的相对位置，得到运动矢量修正值α ；f、选取目标帧之前的三个运动矢量Vn_3，Vn_2，Vlri，目标帧的运动矢量为pre_v ；设定X轴方向上述三个运动矢量中的最大值为P_X = max([Vn_3_x, vn_2 x，Vlri J)，在X轴方向上上述三个运动矢量中的最小值为q_x = min([Vn_3 x，Vn_2 x，Vn_LJ)；根据目标函数^llin =
pre_vx-Vn_3 x | +1 pre_vx-Vn_2_x | +1 prejx-V^—x |，当所述目标函数取最小值时，得到目标帧在 χ 轴上的矢量值 pre_vx, pre_vx e [q_x, p_x]；g、选取目标帧之前的三个运动矢量Vn_3，Vn_2，Vlri，目标帧的运动矢量为pre_v ；设定1轴方向上述三个运动矢量的最大值为P_y = max ([Vn_3 y，Vn_2 y，Vlri y])，在y轴方向上上述三个运动矢量中的最小值为q_y = min ([Vn_3—y，vn_2_y, Vn_Ly])；根据目标函数= | pre_ vy-Vn_3j I +1 pre_vy-Vn_2j | +1 pre_vy-Vn_Ly |，当所述目标函数取最小值时，得到目标帧在y轴上的矢量值 pre_vy, pre_vy e [q_y, p_y]；h、根据步骤f与步骤g得到目标帧的运动矢量pre_v，并根据步骤e得到的运动矢量修正值α，完成目标帧运动矢量的预测。所述步骤f和步骤g中，当Vn_3 = Vlri时，pre_v = Vn^10所述步骤f和步骤g中， 当νη-3 φ Vlri，且当Vn_3 = vn_2时，pre_v = Vn_2。所述步骤f和步骤g中，当Vn_3乒Vn+且当 Vn-S 乒 \-2 时，Pre_v = Vn_2。本发明的优点通过高速采集导航图像，能够得到基准帧与目标帧；通过在基准帧内选择基准块B，在目标帧内选择匹配选择模块，选择与基准块B的最佳匹配选择模块， 能够得到目标帧运动矢量预测的修正值；然后根据目标帧之前的三帧运动矢量值预测目标帧的运动矢量，能够有效控制目标帧运动矢量的估算，当估算错误时，能够有效地进行调节而不使错误进行传递；方法操作简单，预测精度高，可控性好，安全可靠。
图1为本发明目标帧内选取匹配选择模块与基准帧内选取基准块的示意图。图2为本发明对目标帧运动矢量预测的一种流程图。图3为本发明对目标帧运动矢量预测的另一种流程图。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。为了提高光电导航中运动矢量预测的精度，确保导航系统的可靠性，本发明光电导航运动矢量预测方法包括如下步骤a、高速采集相邻两帧导航图像，所述两帧导航图像中的前一帧形成基准帧，另一帧图像形成目标帧；所述高速采集两帧导航图像时，相邻两帧图像的偏移量不会太大，运动速度的修正值较小；b、在基准帧内设置基准块B，基准块B的像素矩阵为Fb，所述像素矩阵!^b的大小为 mXn，基准块B的起始坐标为( ，yQ)；C、在目标帧内设置以(Xl，Y1)及以其为中心的周围8个点为起始点，大小为mXn 的9个模块作为匹配选择模块，所述匹配选择模块的像素矩阵分别为F1 F9 ；如图1所示为在目标帧内选择相应的匹配选择模块F1 F9 ；在高速采集导航图像后，匹配选择模块F1 F9与基准块B间具有对应性和匹配性，通过选择最佳匹配选择模块能够得到目标帧的运动矢量修正值；在目标帧内选择匹配选择模块F1中，由于目标帧与基准帧的重叠及选取关系，能得到起始坐标(Xl，yi)与基准块B的起始坐标为( ,%)具有相同的坐标值，匹配选择模块F2 F9其他起始坐标在目标帧内的选取与目标帧内选择匹配选择模块F1对应。d、根据步骤c中得到的9个匹配选择模块的像素矩阵，分别计算匹配选择模块的像素矩阵F1 F9与基准块B的像素矩阵内!^b间对应像素差绝对值的和，即
权利要求
1.一种光电导航运动矢量预测方法，其特征是，所述运动矢量预测方法包括如下步骤(a)、高速采集相邻两帧导航图像，所述两帧导航图像中的前一帧形成基准帧，另一帧图像形成目标帧；(b)、在基准帧内设置基准块B，基准块B的像素矩阵为!V所述像素矩阵&的大小为 mXn，基准块B的起始坐标为( ，yQ)；(c)、在目标帧内设置以(Xl，yi)及以其为中心的周围8个点为起始点，大小为mXn的 9个模块作为匹配选择模块，所述匹配选择模块的像素矩阵分别为F1 F9 ；(d)、根据步骤(c)中得到的9个匹配选择模块的像素矩阵，分别计算匹配选择模块的像素矩阵F1 F9与基准块B的像素矩阵内!^b间对应像素差绝对值的和，即
2.根据权利要求1所述的光电导航运动矢量预测方法，其特征是所述步骤(f)和步骤(g)中，当 Vn_3 = Vlri 时，pre_v = Vlri。
3.根据权利要求1所述的光电导航运动矢量预测方法，其特征是所述步骤(f)和步骤(g)中，当 νη-3 φ Vlri，且当 Vn-3 = \-2 时，pre_v = Vn_2。
4.根据权利要求1所述的光电导航运动矢量预测方法，其特征是所述步骤(f)和步骤(g)中，当 Vn_3 Φ Vlri，且当 Vn_3 Φ Vn_2 时，pre_v = Vn_2。
全文摘要
本发明涉及一种光电导航运动矢量预测方法，其包括如下步骤a、高速采集相邻两帧导航图像，分别形成基准帧与目标帧；b、在基准帧内设置基准块B；c、在目标帧内设置与基准块B的起点及以其为中心的周围8个点为起始点的匹配选择模块；d、计算匹配选择模块的像素矩阵与基准块B的像素矩阵内间对应像素差绝对值的和，当所述差绝对值的和最小时得到最佳匹配模块；e、得到运动矢量修正值α；f、选取目标帧之前的三个运动矢量Vn-3，Vn-2，Vn-1，根据目标函数得到在x轴上的矢量值；g、根据目标函数得到在y轴上的矢量值；h、完成目标帧运动矢量的预测。本发明方法操作简单，预测精度高，可控性好，安全可靠。
文档编号G06T7/20GK102314694SQ20111022235
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者邓玉俊 申请人:无锡银泰微电子有限公司