視覺與傾角傳感器組合相對(duì)位姿測(cè)量方法研究.pdf

1、空間物體的位姿是反映物體的重要參數(shù)，隨著空間物體位姿測(cè)量需求的不斷提升，空間物體的位姿測(cè)量越來越受到人們的重視，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、軍事、大型裝備制造、航空航天等領(lǐng)域，傳統(tǒng)的空間物體相對(duì)位姿測(cè)量方法從原理上可以概括為四大類:基于激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)的位姿測(cè)量方法、基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的位姿測(cè)量方法、基于機(jī)械定位約束的位姿測(cè)量方法和基于計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的視覺位姿測(cè)量方法。本文針對(duì)視覺相對(duì)位姿測(cè)量中存在的問題，研究了一種視覺與傾角傳感器組合的相對(duì)位姿測(cè)量

2、方法，通過在相機(jī)和被測(cè)物上各放置一個(gè)傾角傳感器，利用固定傾角傳感器所提供的角度信息提供額外的約束來求解PnP(Perspective-n-Point)問題，文章介紹了組合相對(duì)位姿測(cè)量方法的原理及其結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定，為了提高算法的精度和抗噪能力，在求得線性解的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行非線性優(yōu)化，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的正確性，并與現(xiàn)存的PnP問題求解方法比較，表明本課題研究的PnP問題求解方法具有較高精度并且對(duì)噪聲干擾具有較高的穩(wěn)定性，最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

3、明本文研究的方法對(duì)空間15個(gè)特征點(diǎn)在x方向和y方向的平均反投影誤差均小于為0.2pixel，能夠滿足空間物體位姿測(cè)量精度需求。
　　本文主要的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)資料，分析位姿測(cè)量研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述本課題的研究?jī)r(jià)值和意義。
　　2、針對(duì)傳統(tǒng)視覺位姿測(cè)量求解過程中存在的問題，研究了視覺與傾角傳感器組合相對(duì)位姿測(cè)量方法，利用視覺和傾角傳感器的測(cè)量信息求解PnP問題，詳細(xì)推

4、導(dǎo)了組合位姿測(cè)量原理，設(shè)計(jì)組合位姿測(cè)量算法，為了提高算法的求解精度和抗噪能力，在求得線性解的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行非線性優(yōu)化，提高求解精度，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證組合測(cè)量原理的正確性。
　　3、歸納總結(jié)了組合位姿測(cè)量圖像傳感器標(biāo)定的基本理論和方法，根據(jù)相機(jī)成像模型，推導(dǎo)相機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定原理，完成了相應(yīng)算法的編寫與仿真分析。
　　4、根據(jù)視覺與傾角傳感器組合位姿測(cè)量原理，研究了組合位姿測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定方法，推導(dǎo)組合位姿測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)