基于卫星影像与地形的无人机实时地理定位

近年来无人机的自主飞行能力显著提升。然而，在GPS拒止环境下的快速且鲁棒的地理定位等基本问题仍待解决。现有研究主要集中于提高定位精度，却以在不同情形下较长且不稳定的计算时间为代价，这往往需要使用强大的地面站机器。为使基于图像的地理定位在无人机轻量级嵌入式系统上实现在线且实用，我们提出了一种在变化场景中可靠、关于计算资源分配灵活且适应常见相机布局的框架。该框架由两阶段组成：离线数据库准备与在线推理。在第一阶段，从预期飞行区域的卫星与地形图上量化的潜在飞行器位姿渲染得到彩色图像与深度图。随后用渲染图像的全局与局部描述子填充数据库。在第二阶段，对每张捕获的真实世界查询图像，从数据库中检索前若干全局匹配，并通过局部描述子匹配进一步细化飞行器位姿。我们给出了在两个不同无人机平台上的基于图像定位的现场实验以验证结果。