遗传算法在导弹制导系统中的应用研究

摘要

图像匹配技术被广泛地应用在遥感图像、医学影像、三维重构、机器人视觉等诸多领域中。如何做到既能保证匹配精度，又要减小计算量一直以来都是图像匹配技术领域的研究难点和重点之一。为了解决这个问题，近年来人们提出了许多理论和方法。研究表明，在各种匹配算法中，传统的相关匹配算法能够获得较高的匹配精度，对各类匹配问题具有很强的适应性。但是，由于其需要搜寻区域上所有点，所以效率很低。对于多数应用，待搜寻目标在搜寻区域上往往是少数，这意味着大量计算浪费在根本不可能是目标的点上。如能找到一种有效的搜索策略实现非遍历性搜索，则可大大提高匹配速度。 本文针对图像匹配技术中匹配精度与计算量之间矛盾的问题，将图像匹配问题转化为图像与模板之间相关值的多峰寻优问题，采用遗传算法作为寻优问题的搜索策略，提出了一种基于遗传算法的模板匹配方法，并通过MATLAB进行了编程实现，在算法的实现过程中，讨论了各个遗传参数的确定问题，并对实验结果进行了必要的分析。 本文所提出的基于遗传算法的模板匹配方法，取得了较好的实验效果，具有一定的研究和使用价值。

目录

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第一章绪论

1.1选题意义和研究目的

1.2 国内外科技发展动态

1.3课题研究状况概述

第二章应用于导弹制导系统的相关遗传算法理论

2.1遗传算法简介

2.2遗传算法的数学原理

2.2.1模式定理

2.2.2积木块假设

2.2.3隐含并行性

2.2.4遗传算法的收敛性分析

2.3遗传算法的实现流程

2.4遗传算法的关键技术

2.4.1编码表示

2.4.2适应度函数

2.4.3选择策略

2.4.4控制参数

2.4.5遗传算子

2.4.6其它方面

2.5本章小结

第三章导弹制导系统中图像的预处理

3.1图像匹配导航的工作过程

3.2地图扫描影像的预处理

3.2.1地图扫描影像产生误差的原因

3.2.2预装载影像的去噪处理

3.3遥感影像的预处理

3.3.1遥感影像的直方图均衡化

3.3.2遥感影像与扫描地图粗略位置映射关系的建立

3.4本章小结

第四章应用于制导系统中基于遗传算法的图像匹配技术

4.1 图像匹配

4.2常用图像匹配方法的比较

4.2.1基于区域的匹配

4.2.2基于图像特征的匹配

4.3制导系统中的图像匹配方法

4.3.1地图匹配制导原理

4.3.2传统模板匹配算法的局限性

4.4基于遗传算法的图像匹配方法在制导系统中的设计实现

4.4.1遗传算法与最优化问题

4.4.2算法实现的关键技术

4.4.3算法的进一步优化

4.5本章小节

第五章基于遗传算法的图像导航仿真系统设计

5.1仿真系统的结构

5.2图像匹配仿真中的遗传优化定位方法

5.2.1 目标模板的生成

5.2.2遗传算法及匹配编码

5.3实验结果及其分析

5.4本章小结

第六章结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文