RGB-D传感器的标定实验分析

分析了RGB-D传感器的标定模型及标定方法,利用标定棋盘和Matlab工具箱对RGB-D传感器进行了标定。采用摄像机标定方法计算了彩色摄像机和深度摄像机的初始化参数,根据标定棋盘和标定板的共面关系计算了相对位姿的初始估计值,并采用非线性最小化方法对标定参数进行了优化。实验结果表明:标定后的彩色图像和深度图像的重投影误差较小,深度测量不确定性标准差比标定前约减小了1/2,有效地提高了RGB-D传感器的测量精度。     

面向双观测站定位系统的CCD标定技术

标定是立体视觉测量应用中的关键环节,采用有效的标定方法将获得更加精确的立体视觉测量结果。以双观测站定位系统为研究对象,结合摄像机针孔成像原理,在Zhang平面模板标定基础上进一步改进,实现了单摄像机、双目CCD以及双观测站系统之间的标定。详细阐述了系统坐标转换原理、分布式的参数优化方法以及标定实现过程。试验表明,该标定过程能够精确、有效地获得摄像机参数以及观测站位置关系,为进一步精确定位解算提供了有效的数据支持。     

双高速摄像机交汇的高旋弹丸位姿估计算法及误差分析

为了测量高旋弹丸在炮口处的各种信息,基于双高速摄像机交汇的测量方法,提出了一种新的弹丸位姿估计方法.对总攻角函数进行了误差建模与分析,结果表明两台高速摄像机的光轴应相互垂直,且应选择光轴远离攻角平面的高速摄像机所对应的测量函数计算总攻角,此时测量误差最小.以靶场实验的方式对攻角函数的误差分析结论和位姿估计算法进行验证....     

惯导信息辅助的匹配模板校正方法

面向飞行器对地面目标的匹配系统应用,提出一种惯导信息辅助的模板校正方法.根据目标位置以及摄像机位姿信息,建立目标透视成像模型以及不同摄像机位姿下的模板校正方程;通过分析目标任意点与形心的景深关系,对校正方程进行转化并给出完整的模板校正算法.最后通过基于视景仿真技术搭建的目标模拟平台,截取不同摄像机位姿下的目标成像,并与...     

一种基于单幅跑道图像的无人机降落位姿测量新方法

提出了一种在无人机降落并接近跑道的过程中,在已知跑道宽度的前提下,基于单幅跑道图像测量其位姿参数的新方法.通过分析跑道消影点与无人机位姿的关系,得到消影点的图像坐标与姿态角的关系.依据摄像机共线方程,推导出了无人机位姿与跑道的世界坐标方程系数及像直线方程系数的关系.通过合理假设,对位姿参数进行了简化,求解出无人机降落过程中的位姿状态.仿真实验结果证明,方法易于实现,可满足无人机自主降落导航的应用需求.     

固连双相机多视图重建测量方法设计

大范围场景光学非接触式测量在工程中具有广泛的应用需求,常规基于单相机的多视图重建测量方法需要在场景中加入尺度基准,图像采集过程复杂、对图像重合度要求高。为此提出一种利用固连双目相机进行多视图重建的方法,既继承多视图重建中测量范围大的优势,同时又无须尺度基准,图像采集过程更简单易实现,数据优化过程中还额外增加了双相机固连约束条件。具体实现过程中,首先标定获取安装在固定杆上的两相机的内参数及固连关系,然后使用双相机对待测量区域采集图像并双目交会获取每一时刻的空间点云。计算相邻时刻点云所在坐标系的转换关系,通过传递将所有时刻图像对应相机位姿以及交会点云统一在指定坐标系下,由光束法平差优化相机位姿及点云坐标,由重建点云坐标即可计算待测尺寸参数及形变信息。经实验验证,在5 m范围内,其测量误差最大3 mm,均值1 mm。该方法可以满足大尺寸物体、大范围场景的测量需求且稳定可靠。     

面向无人战车的视觉定位系统

随着军事装备无人化、智能化水平的不断提高,基于视觉的无人战车将被广泛应用于现代军事战争的诸多领域.设计了一种面向无人战车的单目视觉定位系统,该系统基于相机模型建立了目标物体与无人战车火力打击系统坐标系之间的三维空间变换关系,实现了对空间目标物体的位姿测量.实验结果表明,该方法可以基于低质量的图像信息实现对目标的位姿测量,为无人战车进行火力打击提供引导依据.     

基于OpenCV的CCD摄像机标定方法

计算机视觉在工业,农业,军事,交通等领域都有着广泛应用。摄像机标定是视觉系统的重要环节,也是研究的关键领域。以摄像机标定技术为研究对象,选取针孔成像模型,简述了世界坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系及其相互间的位置关系,对标定过程进行了深入研究。特别地,为提高标定精度,充分考虑了透镜径向和切向畸变影响及其求解方法,制作了棋盘格平面标定模板,基于开放计算机视觉函数库(OpenCV)实现了摄像机标定。该标定算法能够充分发挥OpenCV函数库功能,对于图像处理与计算机视觉方面的应用设计具有实用价值。实验结果表明该方法取得了较高精度,能够满足视觉检测或其他计算机视觉系统的应用需要。     

单像自标定的迭代优化方法

针对基于灭点的单像自标定方法精度不高的局限性,利用影像中的灭点和椭圆几何约束信息,提出一种迭代优化的单像自标定方法。根据极点-极线关系及其表示的正交性,由影像中的椭圆曲线及其所在平面的灭线确定一组正交共轭灭点对。利用这些正交共轭灭点对建立关于主距和主点的非线性模型,以主距的方差最小作为优化准则,并选用多个位置作为主点的初始值进行多次迭代优化估计,获得主距和主点的最优结果。仿真影像和真实影像实验结果表明,该方法能够有效地实现单像自标定。与基于灭点的摄像机标定方法相比,该方法能够获得更为满意的标定结果。     

最优化方法在摄像机标定中的应用

研究了最优化理论与方法在摄像机标定中的应用,并以两步法的第二步为例,详细介绍了如何根据最小化重投影误差这一非线性最小二乘问题求出所有标定参数的最优解,给出了用Guses-Newton法进行求解的具体步骤,并在Matlab下实现对一组初始数据的迭代优化.     

中继卫星调度问题的CSP模型

中继卫星在地球同步静止轨道上运行,既能直视中、低轨道用户航天器,又能直视地面站,是沟通用户航天器与地面站的桥梁。中继卫星调度问题是一类非常重要的调度问题。基于约束满足理论,通过分析中继卫星调度问题的特点与约束条件,建立了中继卫星调度问题的CSP模型。利用卫星工具箱STK进行模拟仿真,对CSP模型进行了求解。结果表明,所建立的CSP模型是合理的。     

国外潜航器水下隐蔽导航定位方法探析

针对潜航器自主惯性导航误差随时间不断增大的问题，研究了基于运载器、信标中继、海底固定基站的国外潜航器的典型导航定位方法。通过水声通信方式，运载器、信标中继站将其卫星精确定位数据发送至潜航器，或海底固定基站接收到潜航器发射唤醒信号后，量测相关信息并发至潜航器。潜航器被动接收水声通信数据，并对其进行综合处理，实现潜航器在水下隐蔽工作模式下对自身位置的实时修正，提高潜航器导航定位精度，具备较强的工程可实现性。     

非合作目标视觉/惯导相对导航及敏感器自标定方法

利用视觉/惯导对空间非合作目标进行相对导航时,两敏感器的外参数对导航精度有较大影响。考虑到敏感器间的外参数标定复杂且耗时,提出一种利用视觉/惯导在估计相对状态过程中对其外参数进行标定的方法。该方法将视觉/惯导的外参数作为状态变量,与相对轨道运动学方程、相对姿态方程及惯导模型共同组成系统状态方程。利用该状态方程和单目视觉的观测量设计扩展卡尔曼滤波器对相对位姿、惯导偏差及视觉/惯导外参数进行估计,并通过数学仿真对该方法的有效性进行验证。仿真结果表明,该方法能够在视觉/惯导初始外参有偏差的情况下,有效估计相对位姿及惯导漂移,并对视觉/惯导外参数进行标定。     

海上对空数据链越区切换判决函数设计

针对飞机平台对空数据链越区切换问题,对影响因素进行分析后,提出了一种基于飞机平台与数据链主控站点位置、数据链通信频率以及网络成员数量三个参数的网络优选函数。同时,考虑其参数的边界条件,得到了网络切换判决函数组。通过模拟仿真,表明了通过该判决函数组可以实现飞机平台在数据链越区切换过程中选择最优网络并入。     

直升机野战油料保障模拟优化研究

野战条件下,场站通常在前沿阵地开设野战直升机场实施伴随保障,其中油料保障主要采取飞机加油车先对直升机实施加油,后到野战机场油库领取油料这一方式进行。若将野战直升机场油料保障作为一个系统来研究,要实现适时、适量的油料保障,确定合适的飞机加油车及野战机场油库发油鹤位数量是一个关键问题。利用GPSSW语言对这一问题进行模拟,得出模拟结果并进行统计分析,经反复模拟和参数比较得到适合的参数,为部队保障提供依据。     

空间站零燃料大角度姿态机动路径存在性分析

零燃料大角度姿态机动技术是新近应用在国际空间站的新概念姿态控制技术。构造了以控制力矩陀螺为执行机构的空间站姿态控制动力学模型,在此基础上,建立了空间站本体与控制力矩陀螺之间的角动量守恒关系。针对各类大角度姿态机动任务,通过分析空间站惯量参数与控制力矩陀螺性能参数之间的解析关系,得到了零燃料大角度姿态机动路径的存在性条件。通过规划算例验证了存在性分析的正确性。所提出的零燃料大角度姿态机动存在性条件,为姿态机动路径的存在性判断提供了便捷可行的方法,为零燃料大角度姿态机动技术未来在我国空间站实施的可行性论证提供重要的理论依据。     

星箭分离相对位姿摄影测量方法

提出一种基于视觉的星箭分离相对位姿测量方法。在相机内参数已知的情况下,将相机安装于运载火箭,并在卫星上固连不少于6个合作标志,利用相机对合作标志实时成像;基于单目位姿估计的基本原理,采用高效n点渗透与正交迭代结合的方式解算卫星与火箭之间的相对位姿关系。仿真实验结果、半实物仿真实验结果证明了所提测量方法的可行性和准确性。     

基于四面体六棱长的三站测时差立体定位方法

针对在三站测时差立体定位中辐射源位置不能唯一确定的情形,提出一种简单易懂、计算方便、可操作性强的解析解方法,以解决求解双曲面方程组的繁琐问题。首先利用三站相互之间的距离、由量测时差值换算得到的两个距离差值,以及辐射源至主站的距离(设为变量r)总共6个参数,立足于已知6条边长判断能否构成四面体的理论,求得r的取值范围;然后在r的值域范围内任意给定某个具体值,加上已知三站的地理位置,通过解三元一次方程组的形式获得目标在三站所在平面内垂直投影的坐标(设为变量X_h),并计算出目标至垂直投影的距离(设为变量h);最后由X_h和h给出目标在地心地固直角坐标系下的坐标。     

装甲装备工况监测与智能车务管理系统研究

介绍了一种装甲装备技术状况监测与智能车务管理系统。该系统由管理计算机及局域网络、车载装备工况监测模块(灰匣子)、手持式数据采集器等部分构成,各主要硬件单元间全部采用蓝牙模块实现无线通信,辅以数据库技术、局域网技术,实现了装备车务管理的信息化和智能化,并在实际中得到了具体的应用。应用结果显示,该系统实现了装备工况监测和车务管理的最基础的数据采集,为实现参数信息化奠定了良好的基础。