在對航天器進行地面仿真的過程中,需要使用氣浮臺來提供微干擾力矩的動力學(xué)仿真實驗環(huán)境。在這種航天器動力學(xué)閉環(huán)仿真實驗中需要實時獲取氣浮臺的位置和姿態(tài)信息,實現(xiàn)氣浮臺位置和姿態(tài)的閉環(huán)控制�；谶@一研究背景,本課題采用計算機視覺相關(guān)的測量原理,對氣浮臺的位姿測量方法進行研究,提供一種非接觸、低成本、高精度的氣浮臺位置與姿態(tài)測量方法。首先分析了國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,研究了相機的建模與標(biāo)定方法。分析了單目相機和雙目相機的成像原理,建立了相機的針孔成像模型、鏡頭畸變模型、三角測距模型和立體校正模型,給出了相應(yīng)的標(biāo)定算法,并通過標(biāo)定實驗標(biāo)定了模型中的未知參數(shù)。然后研究了目標(biāo)特征的提取與匹配方法。對于合作目標(biāo),研究了基于二維高斯曲面擬合的亞像素質(zhì)心定位方法和基于先驗幾何關(guān)系的標(biāo)志點匹配算法;對于非合作目標(biāo),研究了基于SIFT特征描述符的特征點提取算法和基于隨機抽樣一致性原則的特征點匹配算法,并通過實驗驗證了目標(biāo)提取與匹配方法的正確性。之后研究了針對合作目標(biāo)的位姿測量方法。給出了將測量數(shù)據(jù)從二維圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到三維世界坐標(biāo)系的方法;建立了基于合作目標(biāo)的位姿測量模型,提出了基于迭代更新的合作目標(biāo)位姿測量... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

枕形畸變和桶形畸變切向畸變產(chǎn)生的原因是，透鏡本身與相機傳感器平面難以做到完全平行

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-12-r2=x2+y2(2-9)其中1k、2k、3k為徑向畸變系數(shù)，1p、2p切向畸變系數(shù)。2.2.3三角測距模型雙目相機的三角測距模型基于三角測量原理，根據(jù)世界坐標(biāo)系下的同一點在雙目相機的左右視圖圖像坐標(biāo)下的視差信息，可以在不借助先驗信息的前提下，估計深度信息。在建立相機的三角測距模型時，為了簡化模型，使用平行雙目作為建模的基本假設(shè)，即雙目相機中的左右視圖對應(yīng)的像平面位于同一平面中。對于不滿足平行雙目假設(shè)的實際測量系統(tǒng)，使用2.3.4節(jié)中介紹的立體校正模型可以將非平行雙目測量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為平行雙目測量系統(tǒng)。圖2-2三角測距模型將空間點P在雙目相機的左右視圖對應(yīng)的圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)分別記為(,)Tlluv和(,)Trruv，將空間點P在相機坐標(biāo)系下的坐標(biāo)記為,,Z)TCCC（XY，將雙目相機中左右相機光心之間的距離記為基線長度B，根據(jù)相似三角形原理，可以求得下變換關(guān)系

第2章相機的建模與標(biāo)定-13-lClrlClrClruXBuvYBuuuuZufB===(2-10)其中，f為相機的焦距。2.2.4立體校正模型在實際測量中，由于存在機械安裝過程等引入的誤差，滿足平行雙目假設(shè)的雙目測量系統(tǒng)往往很難獲得。因此，需要先通過本節(jié)中建立的立體校正模型對雙目測量系統(tǒng)進行校正。立體校正的實質(zhì)是求取雙目測量系統(tǒng)中左右視圖對應(yīng)的兩個圖像坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換關(guān)系。雙目相機的立體校正模型示意圖如圖2-3所示。圖2-3立體校正模型由此可得雙目相機的立體校正模型rlP=RP+T(2-11)其中，lP和rP分別是空間點P在左右視圖對應(yīng)的圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。2.3相機標(biāo)定算法相機模型建立完成后，需要根據(jù)建立的相機模型推導(dǎo)相應(yīng)的標(biāo)定算法。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]四旋翼飛行器半物理模型實時仿真系統(tǒng)研究[D]. 戴穎超.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
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本文編號：3033477