基于三維模型的空間目標(biāo)視覺位姿測(cè)量
發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 05:06
傳統(tǒng)空間合作目標(biāo)視覺測(cè)量技術(shù)的適用范圍受合作標(biāo)志安裝情況的限制。以邊緣輪廓為合作特征,通過三維結(jié)構(gòu)模型建立合作關(guān)系,提出一種適用范圍更廣的空間合作目標(biāo)視覺位姿測(cè)量方法。方法生成不同觀察方位的二維目標(biāo)特征模板與測(cè)量圖像進(jìn)行搜索匹配,采用輪廓方向特征對(duì)匹配度進(jìn)行評(píng)價(jià),從最優(yōu)匹配結(jié)果中解算目標(biāo)位姿參數(shù)。采用離線預(yù)處理策略和兩階段圖像金字塔搜索優(yōu)化方法對(duì)處理過程進(jìn)行加速。通過數(shù)字仿真試驗(yàn)和半實(shí)物仿真試驗(yàn)對(duì)方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)證,垂直光軸方向位置測(cè)量絕對(duì)誤差優(yōu)于2 mm,沿光軸方向位置測(cè)量相對(duì)誤差優(yōu)于0. 7%,姿態(tài)測(cè)量絕對(duì)誤差優(yōu)于0. 2°,單次位姿測(cè)量用時(shí)小于0. 5 s,能夠滿足空間目標(biāo)導(dǎo)航需求。
【文章來源】:儀器儀表學(xué)報(bào). 2019,40(04)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【文章目錄】:
0 引言
1 三維模型匹配位姿解算方法
1.1 三維模型匹配位姿解算原理
1.2 輪廓方向特征圖像匹配方法
1) 輪廓方向特征圖像匹配原理
2) 搜索加速方法
(1) 粗匹配度預(yù)篩選方法
(2) 圖像金字塔分層搜索
1.3 離線三維搜索模板生成
1) 三維結(jié)構(gòu)模型輪廓提取方法
2) 二維目標(biāo)特征模板生成與合并
3) 三維搜索模板金字塔構(gòu)建
1.4 在線搜索匹配與位姿解算
1) 測(cè)量圖像預(yù)處理
2) 三維搜索匹配
(1) 金字塔三維搜索流程
(2) 投影失真校正
3) 位姿解算與優(yōu)化
2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 空間目標(biāo)位姿測(cè)量試驗(yàn)
1) 數(shù)字仿真試驗(yàn)
2) 半實(shí)物仿真試驗(yàn)
2.2 搜索匹配加速效果試驗(yàn)
1) 二維圖像搜索匹配加速試驗(yàn)
2) 三維位姿搜索匹配加速試驗(yàn)
3 結(jié)論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]星箭對(duì)接環(huán)抓捕點(diǎn)單目視覺導(dǎo)航方法[J]. 于鯤,叢明煜,段佳佳,李向宇. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(12)
[2]改進(jìn)的Canny算子在裂縫檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 趙芳,周旺輝,陳岳濤,彭紅春. 電子測(cè)量技術(shù). 2018(20)
[3]非合作航天器自主相對(duì)導(dǎo)航研究綜述[J]. 王大軼,胡啟陽,胡海東,劉成瑞. 控制理論與應(yīng)用. 2018(10)
[4]新一代空間交會(huì)對(duì)接光學(xué)成像敏感器[J]. 劉啟海,龔德鑄,華寶成,鐘俊,鄭巖,趙春暉. 空間控制技術(shù)與應(yīng)用. 2018(02)
[5]基于Vision-IMU的機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建算法[J]. 姚二亮,張合新,張國(guó)良,徐慧,趙欣. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]綜合多畸變因素的攝像機(jī)標(biāo)定[J]. 傅思勇,吳祿慎,陳華偉,胡贇. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(02)
[7]基于點(diǎn)集配準(zhǔn)的立方體衛(wèi)星非合作姿態(tài)估計(jì)[J]. 劉通,喬立巖,羅天男,劉旺,彭喜元. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]基于顏色匹配和改進(jìn)LBP的膠囊內(nèi)鏡視頻縮減[J]. 彭同勝,劉小燕,龔軍輝,蔣笑笑. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2016(09)
[9]基于CAD模型的單目六自由度位姿測(cè)量[J]. 宋薇,周揚(yáng). 光學(xué)精密工程. 2016(04)
[10]空間站脈沖編碼被動(dòng)式交會(huì)對(duì)接合作目標(biāo)三維跟蹤[J]. 崔家瑞,陳鵬,胡廣大. 宇航學(xué)報(bào). 2016(01)
本文編號(hào):3456709
【文章來源】:儀器儀表學(xué)報(bào). 2019,40(04)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【文章目錄】:
0 引言
1 三維模型匹配位姿解算方法
1.1 三維模型匹配位姿解算原理
1.2 輪廓方向特征圖像匹配方法
1) 輪廓方向特征圖像匹配原理
2) 搜索加速方法
(1) 粗匹配度預(yù)篩選方法
(2) 圖像金字塔分層搜索
1.3 離線三維搜索模板生成
1) 三維結(jié)構(gòu)模型輪廓提取方法
2) 二維目標(biāo)特征模板生成與合并
3) 三維搜索模板金字塔構(gòu)建
1.4 在線搜索匹配與位姿解算
1) 測(cè)量圖像預(yù)處理
2) 三維搜索匹配
(1) 金字塔三維搜索流程
(2) 投影失真校正
3) 位姿解算與優(yōu)化
2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 空間目標(biāo)位姿測(cè)量試驗(yàn)
1) 數(shù)字仿真試驗(yàn)
2) 半實(shí)物仿真試驗(yàn)
2.2 搜索匹配加速效果試驗(yàn)
1) 二維圖像搜索匹配加速試驗(yàn)
2) 三維位姿搜索匹配加速試驗(yàn)
3 結(jié)論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]星箭對(duì)接環(huán)抓捕點(diǎn)單目視覺導(dǎo)航方法[J]. 于鯤,叢明煜,段佳佳,李向宇. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(12)
[2]改進(jìn)的Canny算子在裂縫檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 趙芳,周旺輝,陳岳濤,彭紅春. 電子測(cè)量技術(shù). 2018(20)
[3]非合作航天器自主相對(duì)導(dǎo)航研究綜述[J]. 王大軼,胡啟陽,胡海東,劉成瑞. 控制理論與應(yīng)用. 2018(10)
[4]新一代空間交會(huì)對(duì)接光學(xué)成像敏感器[J]. 劉啟海,龔德鑄,華寶成,鐘俊,鄭巖,趙春暉. 空間控制技術(shù)與應(yīng)用. 2018(02)
[5]基于Vision-IMU的機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建算法[J]. 姚二亮,張合新,張國(guó)良,徐慧,趙欣. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]綜合多畸變因素的攝像機(jī)標(biāo)定[J]. 傅思勇,吳祿慎,陳華偉,胡贇. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(02)
[7]基于點(diǎn)集配準(zhǔn)的立方體衛(wèi)星非合作姿態(tài)估計(jì)[J]. 劉通,喬立巖,羅天男,劉旺,彭喜元. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]基于顏色匹配和改進(jìn)LBP的膠囊內(nèi)鏡視頻縮減[J]. 彭同勝,劉小燕,龔軍輝,蔣笑笑. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2016(09)
[9]基于CAD模型的單目六自由度位姿測(cè)量[J]. 宋薇,周揚(yáng). 光學(xué)精密工程. 2016(04)
[10]空間站脈沖編碼被動(dòng)式交會(huì)對(duì)接合作目標(biāo)三維跟蹤[J]. 崔家瑞,陳鵬,胡廣大. 宇航學(xué)報(bào). 2016(01)
本文編號(hào):3456709
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