基于松弛极线约束的月面复杂仿射变换图像匹配方法

月球车在月面巡视探测过程中采用大间距行进模式、以倾斜视角拍摄月面,导致相邻站点间所拍摄的月面图像重叠区域较小,并且在尺度、旋转上具有较大的差异;同时由于站点间图像仿射变换复杂、纹理相似度高且光照条件不一致,仅利用图像局部表观特征匹配极易发生错误。针对上述问题,提出了基于双向松弛极线约束的图像匹配算法,首先,将惯导测量的站点间近似相对位姿引入到成像光束的投影变换中,计算一个站点图像特征点在另一站点图像中对应的极线方程;其次,根据站点误差范围近似估计前后站图像中双向极线的松弛约束范围,构建限定在松弛约束范围内的匹配候选点集合;再次,利用FLANN算法进行特征匹配,选取同时满足双向松弛极线约束且相似度高的特征点对;最后,使用RANSAC算法进一步剔除错误匹配点,得到最终配对点集合。实验表明:上述算法在处理站点间大尺度、旋转变换月面图像匹配问题时,能够尽可能多地保留正确匹配点,极大提升匹配正确率和剔除无效匹配点,相比ASIFT等算法效果提升明显。