基于雙目視覺(jué)的自主空中加油錐套定位研究.pdf

1、雙目（立體）視覺(jué)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究領(lǐng)域中的重要分支之一，是一種最重要的距離感知技術(shù)。它通過(guò)模擬人類(lèi)仿生視覺(jué)系統(tǒng)的方式，用于對(duì)空間點(diǎn)進(jìn)行立體定位。從立體視覺(jué)技術(shù)誕生至今，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，立體視覺(jué)在機(jī)器人視覺(jué)、航空測(cè)繪、軍事應(yīng)用、醫(yī)學(xué)診斷及工業(yè)檢測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。結(jié)合航空基金項(xiàng)目《無(wú)人機(jī)自主空中加油控制技術(shù)研究》，對(duì)雙目立體視覺(jué)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)軟管式加油錐套進(jìn)行三維定位，指引自主加油過(guò)程中受油機(jī)與加油錐套對(duì)接的準(zhǔn)確定位。

2、>　　本文開(kāi)篇介紹了基于視覺(jué)空中加油的研究背景、意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后對(duì)實(shí)現(xiàn)本研究課題的各個(gè)技術(shù)問(wèn)題展開(kāi)探討和研究。其次，介紹雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)主要包括圖像采集、攝像機(jī)標(biāo)定、特征信息提取與匹配和三維信息坐標(biāo)計(jì)算五部分。繼而詳細(xì)介紹了攝像機(jī)成像模型，闡述雙目攝像機(jī)標(biāo)定是立體視覺(jué)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，針對(duì)無(wú)人機(jī)自主空中加油導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度高、穩(wěn)定性好的要求，應(yīng)選用快速、靈活、簡(jiǎn)單的攝像機(jī)的標(biāo)定方法，系統(tǒng)采用張氏2D平面棋盤(pán)標(biāo)定算法，并改進(jìn)了張氏

3、標(biāo)定算法中只校正徑向畸變的不足，考慮了切向畸變的影響，使得畸變校正結(jié)果更理想，精度更高。然后進(jìn)行了攝像機(jī)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，得出了雙目攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。對(duì)于特征信息提取與匹配，根據(jù)實(shí)際背景需要，開(kāi)展了圖像濾波去噪以及圖像的閾值分割等圖像預(yù)處理方法的研究。提出了改進(jìn)極線(xiàn)約束匹配方法，構(gòu)造基于基本矩陣的距離誤差矩陣。
　　最后，詳細(xì)分析加油錐套的端平面，采用基于最小二乘法擬合空間圓方法，利用匹配得出的結(jié)果擬合出加油錐套端面并計(jì)算加油錐套圓心的