【摘要】：三維姿態(tài)(俯仰角、偏航角、滾動角)信息是反映飛機飛行狀態(tài)的重要參數。慣性導航系統(tǒng)為飛機上其他系統(tǒng)提供航向、姿態(tài)和位置等相關信息,但由于陀螺儀等慣性器件的漂移,慣導系統(tǒng)的導航精度隨時間增長而下降,因此需要采取高精度測量三維姿態(tài)的方法來標定慣導。為解決飛機起飛滑跑階段目標大、交會角小、精度需求高等難點,本課題研究基于視覺引導的大目標高精度位置姿態(tài)測量方法。為實現(xiàn)大目標位姿測量,本課題在攝像機附近固連激光測距儀,建立基于單目攝像機—激光測距儀的位姿測量系統(tǒng)。在待定位目標上設置合適的合作目標,利用單目攝像機獲取合作目標中心位置,引導激光測距儀/激光經緯儀自動瞄準合作目標中心位置,進而通過參數解算得到待定位目標的空間位姿,實現(xiàn)高精度自動引導測量。具體研究內容如下:1.總結空間坐標測量的國內外現(xiàn)狀,闡述本課題的研究意義;2.分析攝像機模型及位姿測量理論,建立單目視覺的位姿測量模型;3.提出了改進的邊緣細化算法,實現(xiàn)合作目標的亞像素中心定位;提出了基于可變形部件模型和核相關濾波器的目標檢測跟蹤算法,實現(xiàn)合作目標的實時檢測與穩(wěn)定跟蹤;4.建立基于單目相機—激光測距儀的位姿測量系統(tǒng),分析各參數對系統(tǒng)測量精度的影響,利用標定算法進行標定;5.通過實驗驗證測量模型的正確性,測量系統(tǒng)的位置誤差小于10mm,在20m~60m的范圍內姿態(tài)測量精度優(yōu)于0.2°。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V249.3

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本文編號：2731010