視覺與傾角傳感器組合相對位姿測量方法研究.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量需求的不斷提升，空間物體的位姿測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)的空間物體相對位姿測量方法從原理上可以概括為四大類:基于激光跟蹤測量系統(tǒng)的位姿測量方法、基于慣性導航系統(tǒng)的位姿測量方法、基于機械定位約束的位姿測量方法和基于計算機視覺系統(tǒng)的視覺位姿測量方法。本文針對視覺相對位姿測量中存在的問題，研究了一種視覺與傾角傳感器組合的相對位姿測量

2、方法，通過在相機和被測物上各放置一個傾角傳感器，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位姿測量方法的原理及其結(jié)構(gòu)參數(shù)標定，為了提高算法的精度和抗噪能力，在求得線性解的基礎(chǔ)上進一步進行非線性優(yōu)化，仿真實驗驗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噪聲干擾具有較高的穩(wěn)定性，最后，實驗結(jié)果表

3、明本文研究的方法對空間15個特征點在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量精度需求。
　　本文主要的研究工作和創(chuàng)新點如下:
　　1、廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)研究文獻資料，分析位姿測量研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述本課題的研究價值和意義。
　　2、針對傳統(tǒng)視覺位姿測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位姿測量方法，利用視覺和傾角傳感器的測量信息求解PnP問題，詳細推

4、導了組合位姿測量原理，設(shè)計組合位姿測量算法，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)上進一步進行非線性優(yōu)化，提高求解精度，并進行仿真實驗，驗證組合測量原理的正確性。
　　3、歸納總結(jié)了組合位姿測量圖像傳感器標定的基本理論和方法，根據(jù)相機成像模型，推導相機內(nèi)外參數(shù)標定原理，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量原理，研究了組合位姿測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)標定方法，推導組合位姿測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)