检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

三维目标位姿跟踪与模型修正

测绘学报 2018年第6期47卷 799-808页

作者：尚洋孙晓亮张跃强李由于起峰国防科技大学空天科学学院图像测量与视觉导航湖南省重点实验室湖南长沙410072

本文是机器视觉参量下的三维数字摄影测量智能构像基础工作之一:成像系统位置姿态自动跟踪与精密修正,属于摄影测量与机器视觉、数字图像处理等学科交叉的摄像测量领域。针对基于目标3D模型的位姿跟踪问题开展研究,对相关研究的现状进... 详细信息

本文是机器视觉参量下的三维数字摄影测量智能构像基础工作之一:成像系统位置姿态自动跟踪与精密修正,属于摄影测量与机器视觉、数字图像处理等学科交叉的摄像测量领域。针对基于目标3D模型的位姿跟踪问题开展研究,对相关研究的现状进行梳理,并提出系列位姿跟踪与模型修正方法。在完全已知目标3D精确模型的情况下,对于包含丰富直线特征的特殊目标,提出基于直线模型的目标位姿跟踪方法,实现了目标位姿参数的精确跟踪;为处理更为一般目标,利用目标的3D边缘模型,提出法向距离迭代加权最小二乘位姿估计方法及距离图迭代最小二乘位姿跟踪方法。当目标3D直线模型参数不准确时,结合光束法平差思想,提出一种针对序列图像的基于3D直线模型同时位姿跟踪与模型修正方法,联合优化求解目标位姿参数及3D直线模型参数,在模拟空间卫星目标位姿测量的仿真试验中,模型直线朝向、位置误差及目标位姿平均角度、平均位置误差分别为0.3°、3.5mm及0.12°、20.1mm。针对包含丰富直线特征的目标,在其3D直线模型完全未知的情况下,提出基于序列图像直线对应的目标结构重建与位姿跟踪方法,利用序列图像信息,在SFM框架下同时优化求解目标直线模型参数及位姿参数,仿真试验条件下,重建模型直线朝向、位置误差及位姿参数平均角度、平均位置误差分别约为0.4°、7.5mm及0.16°、23.5mm。

关键词：摄像测量 3D模型位姿跟踪光束法平差三维重建

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

对失效卫星特征点的自适应位姿跟踪控制

中国空间科学技术 2018年第1期38卷 8-17页

作者：王逍师鹏温昶煊赵育善北京航空航天大学宇航学院北京100191 中国科学院空间应用工程与技术中心中国科学院太空应用重点实验室北京100094

为满足对失效卫星上某个特征点位置悬停的同时使追踪星上敏感器指向该特征点,展开了对失效卫星特征点与追踪星间相对动力学建模与控制的研究。在追踪星本体坐标系下建立了六自由度相对位姿动力学模型,并结合失效卫星上特征点的运动规律... 详细信息

为满足对失效卫星上某个特征点位置悬停的同时使追踪星上敏感器指向该特征点,展开了对失效卫星特征点与追踪星间相对动力学建模与控制的研究。在追踪星本体坐标系下建立了六自由度相对位姿动力学模型,并结合失效卫星上特征点的运动规律,给出追踪星的期望跟踪位置和期望跟踪姿态。考虑到追踪星质量、转动惯量、系统所受扰动力、扰动力矩及失效卫星转动惯量的不确定性,设计了复合自适应位姿跟踪控制律,并通过Lyapunov法证明了闭环系统稳定性。对输出受限情况,采取设计控制参数调节过程及输出限幅措施。在仿真条件下,系统在自适应控制律下能够以位置误差约1cm、姿态误差约0.01°完成位姿跟踪任务;增大不确定参数偏差后,位置跟踪误差增至约7cm,姿态误差增至约0.1°;对控制参数进行调节后,可在不影响跟踪精度的条件下在指定范围内限制输出幅值,将幅值限制在指定范围内,并减小控制所需冲量的9%和冲量矩的30%。

关键词：失效卫星姿轨耦合位姿跟踪自适应控制模型不确定性

基于自监督学习的温室移动机器人位姿跟踪方法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于自监督学习的温室移动机器人位姿跟踪方法研究

作者：刘忠颖沈阳农业大学

学位级别：硕士

近几年来,计算机视觉技术发展迅速,位姿估计在移动机器人自主作业过程中具有重要作用,本文对温室农业移动机器人的深度和位姿信息预测方法进行研究。针对本研究场景中的困难,本文选用基于自监督学习的模型进行位姿估计,将位姿估计问题... 详细信息

近几年来,计算机视觉技术发展迅速,位姿估计在移动机器人自主作业过程中具有重要作用,本文对温室农业移动机器人的深度和位姿信息预测方法进行研究。针对本研究场景中的困难,本文选用基于自监督学习的模型进行位姿估计,将位姿估计问题转换成图像重构问题,避免了大量的数据标注工作,也有效地解决了无监督学习的准确性问题。本文针对农业移动机器人在温室场景下实现位姿估计,提出一种基于时序图像的自监督学习的位姿变换矩阵估计,根据温室场景光照的复杂性、农业移动机器人工作背景颜色、纹理单一的问题,设计网络结构、定义损失函数,实现农业移动机器人行进过程中预测精准的位置及姿态信息并根据该信息实现机器人运动轨迹跟踪的功能,并使其具有良好的场景实用性和鲁棒性。首先,本研究构建温室番茄植株双目图像数据集,通过遥控轮式移动机器人采集连续双目图像构建本文试验的训练和测试数据集。利用SIFT算子提取特征点,匹配特征,根据双目相机成像原理获取深度真值,构建深度真值数据集;同理,完成特征匹配,使用EPn P算法获取连续帧间位置及姿态真值,构建位姿变换真值数据集,为验证模型深度恢复和位姿估计的精准性提供实际值数据。其次,本研究设计U-net架构的卷积自编码器,其中选用更深层次的卷积神经网络Res Net-50作为CAE中编码器,Leaky Re LU函数作为编码器中的激活函数,构成本研究深度恢复和位姿估计的网络结构。基于本研究设计的网络结构进行模型训练,位姿跟踪的绝对位姿误差RMSE为10.21厘米,其均值为7.79厘米,计算速度为3.1 examples/s,本研究模型在温室背景下具有实用性。最后,引入双目基线约束,提出基于时序图像的自监督学习位姿估计模型,以连续的双目图像序列作为模型训练样本,通过同步的双目图像以及相邻帧图像进行图像重构;通过引入归一化遮罩处理解决非刚性场景和植株相互遮挡问题;针对温室田间场景下复杂的光照条件,本文引入census变换原理对光亮一致性进行约束,将L1范数、SSIM以及census函数有机地组合在一起,提出一种表观差异度量函数。以最小化重构图像与原图像之间的表观差异度量函数为模型训练目标,基于本文构建的方法实现深度估计和位姿估计功能。本研究方法与Monodepth2模型相比,深度估计的Rel下降了5.87个百分点,位姿跟踪相对位移误差RMSE降低了46.95%,相对姿态误差RMSE降低了22.77%,绝对位姿误差RMSE降低了39.66%,本研究模型在深度恢复和位姿跟踪性能上均有明显提升。此外,本研究通过对比移动机器人不同移动速度、以不同分辨率图像作为输入模型位姿跟踪的精度,对本研究模型位姿跟踪的有效性进行分析,试验结果表明:在移动机器人不同运行速度下,本研究模型绝对位姿误差RMSE均低于10cm,输入不同分辨率图像,预测轨迹与实际轨迹吻合度均较高,本研究模型位姿跟踪对移动机器人运行速度和输入图像分辨率具有鲁棒性。在正常光照环境下模型预测的深度值与实际深度值之间的平均相对误差为8.91%,不理想光照环境下平均相对误差控制在10.97%～16.22%的范围之内,光照环境对模型实现深度估计的性能影响较大;在有效的采样距离范围之内,本文模型深度估计的平均相对误差控制在9.36%～14.68%,可知采样距离对本文模型深度估计的性能影响较小。本研究模型在实际的温室场景下具有实用性,能为农业移动机器人的视觉系统提供可靠的三维信息。

关键词：卷积神经网络农业移动机器人位姿跟踪自监督学习深度学习视觉里程计

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

四自由度并联平台位姿跟踪控制研究

四自由度并联平台位姿跟踪控制研究

作者：程拓燕山大学

学位级别：硕士

在模拟车辆的实际运动中,平台对目标位姿的跟踪控制是其非常重要的性能指标之一,也是近年来研究并联平台运动控制的热点。由于并联平台本身是一个典型的非线性、强耦合的多输入多输出时变系统,在其运动过程中经常会受到关节系统内部参... 详细信息

在模拟车辆的实际运动中,平台对目标位姿的跟踪控制是其非常重要的性能指标之一,也是近年来研究并联平台运动控制的热点。由于并联平台本身是一个典型的非线性、强耦合的多输入多输出时变系统,在其运动过程中经常会受到关节系统内部参数摄动、非线性关节耦合力以及外部干扰力等不确定性干扰的影响,使得传统的控制方法很难满足其快速、稳定、高精度的运动控制要求。因此,本文以四自由度并联平台为研究对象,针对其位姿跟踪控制问题,以设计出鲁棒性强、控制性能好的运动控制器为目标,对并联平台的控制技术做了深入的研究,主要研究内容如下:首先,建立了平台的运动学模型。通过空间坐标变换原理,得出了平台的运动学反解方程。通过附加位移传感器的方法,获得了平台的运动学正解方程。其次,考虑到系统控制的复杂性、经济性以及稳定性,提出了分散控制的方式,即通过各个关节支路的高精度跟踪实现平台位姿的快速、稳定、高精度位姿跟踪控制,在此基础上,给出了关节支路的控制方法以及数学模型,并完成了控制系统硬件、软件的设计。再次,设计了关节支路控制器。其一,考虑到平台关节伺服系统内部参数摄动、未建模动态等对跟踪效果的影响,采用一种变增益趋近律滑模算法设计了关节控制器,有效的抑制了系统的抖动现象,提高了系统的动态响应性和关节跟踪精度。其二,考虑到滑模变结构控制对负载干扰、关节耦合力等非匹配性外部不确定干扰的不灵敏性,在变增益滑模控制器的基础上设计了基于非线性干扰观测器的变增益滑模关节控制器(SMC-NDO),进一步提高了系统的抗扰性和鲁棒性,实现了关节支路的快速、稳定、高精度跟踪控制。最后,采用分散控制方式,利用设计的变增益滑模关节控制器和SMC-NDO关节控制器对平台的多自由度位姿跟踪控制进行了仿真研究,仿真结果表明,在伺服系统内部参数摄动以及不同外部干扰存在的情况下,所设计的SMC-NDO关节控制器,依然能够很好的实现平台的快速、稳定、高精度的位姿跟踪,达到了良好的控制效果。

关键词：并联平台滑模变结构控制变增益趋近律干扰观测器位姿跟踪

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

并联四自由度运动平台位姿跟踪控制研究

并联四自由度运动平台位姿跟踪控制研究

作者：赵德林燕山大学

学位级别：硕士

并联四自由度运动平台主要用于模拟车辆的实际姿态,在模拟实验过程中,平台对给定目标位姿的跟踪效果直接决定模拟实验的好坏程度,因此,对位姿的跟踪有严格的精度要求。由于平台运动过程中易受外部干扰以及关节耦合力的影响,传统的控制... 详细信息

并联四自由度运动平台主要用于模拟车辆的实际姿态,在模拟实验过程中,平台对给定目标位姿的跟踪效果直接决定模拟实验的好坏程度,因此,对位姿的跟踪有严格的精度要求。由于平台运动过程中易受外部干扰以及关节耦合力的影响,传统的控制方式已经不能满足其控制精度要求。因此,需要设计一种控制精度高,抗干扰能力强的运动控制器。本文以实际工程项目为背景,以并联四自由度运动平台为研究对象,以提高平台的控制精度为目的,做了如下研究:首先,对平台进行了运动学建模。结合空间位姿描述以及坐标变换,给出了并联四自由度运动平台的逆解方程和正解方程,为平台的跟踪控制研究奠定了基础。其次,根据基于关节空间的整体控制策略,对单个伺服关节支路进行了数学建模,然后根据系统存在内部参数摄动以及关节之间相互的耦合力等不确定性干扰的存在,设计了自抗扰控制器,并对单关节伺服支路和整个平台的位姿进行了仿真研究。再次,为了进一步提高系统的响应速度,进行了研究,设计了基于扩张状态观测器的滑模控制器,结合平台运动学分析并对单关节伺服支路和整个平台的位姿进行了仿真研究,证明了基于扩张状态观测器的滑模控制器的有效性。最后,针对平台的控制要求和算法实现的要求,设计了并联四自由度运动平台的控制系统,完成了硬件的选型和搭建,上位机程序和下位机程序的设计,并实现了上位机和下位机之间的通讯,为算法在实际系统中的实现和后期平台的调试奠定了基础。

关键词：并联平台位姿跟踪运动学分析自抗扰控制器滑模控制

基于视觉的并联机器人运动学标定及位姿跟踪方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于视觉的并联机器人运动学标定及位姿跟踪方法研究

作者：任思旭哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着“中国制造2025规划”的深入贯彻和落实,机器人技术得到了大力的发展。作为机器人技术的重要分支之一,并联机器人技术的研究一直处于十分重要的地位,尤其是随着近年来机器视觉技术的飞速发展,使并联机器人技术同机器视觉技术的融合... 详细信息

随着“中国制造2025规划”的深入贯彻和落实,机器人技术得到了大力的发展。作为机器人技术的重要分支之一,并联机器人技术的研究一直处于十分重要的地位,尤其是随着近年来机器视觉技术的飞速发展,使并联机器人技术同机器视觉技术的融合成为了一个新兴热门的研究领域。本文以此为背景,以本实验室的3-RPS型并联机器人作为主要研究对象,结合机器视觉技术,实现了并联机器人的位姿检测,在此基础上,对并联机器人的运动学标定和位姿跟踪方法进行了研究。为通过视觉技术解决传统的并联机器人技术问题提供了新思路。本文首先研究了3-RPS型并联机器人同图像采集装置间的布局及位置关系。设计了一种用于视觉检测的矩形标记物,并结合PNP位姿检测算法提出了并联机器人位姿检测的总体方案。又基于视觉位姿检测方案,提出了并联机器人运动学标定和位姿跟踪的总体方案。研究了一种特征点区域预判方法,该方法能够自动判断矩形标记物特征点的所在区域,并结合特征点的检测和匹配,实现了对矩形标记物特征的识别。在此基础上,分析并研究了一种基于视觉的位姿检测方法,实现了并联机器人位姿的检测。并进行了精度检验实验,验证了视觉检测位姿的精度。分析并建立了3-RPS型并联机器人的逆运动学模型和误差方程。搭建了基于视觉的并联机器人运动学标定的软硬件实验系统。进行了包括位姿视觉检测、误差参数辨识和逆运动学模型修正在内的标定实验。最后对标定前后并联机器人位姿的控制精度进行了对比,由对比结果可知,经过视觉技术标定之后,并联机器人位姿的控制精度有了明显的提高。分析了传统的金字塔-LK跟踪算法原理并进行了改进,使其更易于对矩形标记物的特征点进行跟踪。将改进后金字塔-LK跟踪算法同前文提到的位姿检测方法结合,得到了一种能够实现并联机器人位姿跟踪的方法。搭建了并联机器人的位姿跟踪实验系统,并结合3-RPS型并联机器人的正运动学,设计了一种能够获取并联机器人位姿变化的理想轨迹的方法。将由此获得的理想轨迹和由视觉跟踪获得的实际轨迹进行对比。对比结果表明,本文所提出的方法对实现并联机器人的位姿跟踪具有良好的效果。

关键词：机器视觉 3-RPS型并联机器人 PNP位姿检测运动学标定位姿跟踪

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多传感器融合的无人机位姿跟踪与路径规划

多传感器融合的无人机位姿跟踪与路径规划

作者：杨嘉珩浙江大学

学位级别：硕士

近年来随着计算机视觉、传感器技术、人工智能等领域的快速发展,无人机技术水平取得了长足的发展,为国家及社会的安全与便利提供了保障。为保证无人机飞行的安全性与可靠性,无人机实时定位与规划避障技术显得愈发重要,已逐步引起了研究... 详细信息

近年来随着计算机视觉、传感器技术、人工智能等领域的快速发展,无人机技术水平取得了长足的发展,为国家及社会的安全与便利提供了保障。为保证无人机飞行的安全性与可靠性,无人机实时定位与规划避障技术显得愈发重要,已逐步引起了研究者的关注。面对无人机实际飞行需要和新的难点挑战,本文利用多传感器融合技术进行位姿跟踪并设计了两种三维空间的路径规划方法。首先,针对单一传感器即时定位与地图构建技术(SimultaneousLocalization and Mapping,SLAM)在精度方面的不足,本文在分析权衡各类传感器优缺点的基础上,使用全球卫星定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)、双目立体视觉(Stereo Visual)共同构建了多传感器融合的位姿跟踪系统。利用GNSS提供全局定位信息进行校准,利用IMU提供载体运动信息进行辅助定位,利用Stereo Visual获取图像信息进行视觉位姿跟踪,充分发挥传感器间的互补优势,为系统带来了较强的鲁棒性。此外,本文设计了 GNSS-IMU、GNSS-IMU-Stereo Visual两大功能模块,协同完成对无人机位姿的跟踪定位工作,相比传统视觉SLAM方法在定位精度方面有着更好的表现。在获取无人机精确位姿信息之后,结合传感器感知获取的三维环境信息,可进行环境初步建模。进一步的,本文利用组合滤波去噪方法和去冗余地图拼接方法共同完成三维空间模型的构建,并利用八叉树结构转换得到了三维空间栅格地图。在此基础上,本文设计了两种适用于无人机的路径规划方法,能够在保障无人机运动的灵活性的同时快速鲁棒地完成路径规划任务,进一步保证了无人机飞行的安全性和执行任务的高效性。

关键词：多传感器融合位姿跟踪三维空间建模路径规划

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于粒子滤波的壁面爬行机器人位姿跟踪研究

机电一体化 2012年第4期18卷 23-26,90页

作者：顿向明缪松华王震上海交通大学机器人研究所上海200240

为提高壁面爬行机器人的智能化水平,提出一种利用粒子滤波算法进行机器人位姿跟踪的方法。所述方法在机器人身上安装了发声器,将机器人位姿跟踪问题转换为声源跟踪问题处理。设计了一个声阵列传感器,采用可控波束形成定位技术观测机器... 详细信息

为提高壁面爬行机器人的智能化水平,提出一种利用粒子滤波算法进行机器人位姿跟踪的方法。所述方法在机器人身上安装了发声器,将机器人位姿跟踪问题转换为声源跟踪问题处理。设计了一个声阵列传感器,采用可控波束形成定位技术观测机器人位姿,利用里程计描述机器人的位姿变换动态模型,并最终建立了基于贝叶斯估计的粒子滤波位姿跟踪算法。搭建了实验平台进行现场实验,结果表明该方法可行并有实际应用价值。

关键词：壁面爬行机器人位姿跟踪可控波束形成粒子滤波

基于自控测距的液压启闭机油缸清洁机器人位姿跟踪研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机械制造与自动化 2024年第1期53卷 228-231,265页

作者：刘晓东卜晓珊吴增众南水北调中线信息科技有限责任公司北京100070

针对当前机器人开展清洁工作时只考虑方向信息而未考虑异常情况,导致位姿末端跟踪结果不精准的问题,研究基于自控测距的液压启闭机油缸清洁机器人位姿跟踪技术。充分考虑到清洁机器人清洁过程中位姿不断变化,使用激光跟踪仪进行跟踪布... 详细信息

针对当前机器人开展清洁工作时只考虑方向信息而未考虑异常情况,导致位姿末端跟踪结果不精准的问题,研究基于自控测距的液压启闭机油缸清洁机器人位姿跟踪技术。充分考虑到清洁机器人清洁过程中位姿不断变化,使用激光跟踪仪进行跟踪布局。提取机器人动态特征,计算俯仰轴姿态角、机器人前进位移,以此为依据构建清洁机器人位姿跟踪数学模型。使用自控测距法进行位姿跟踪,解决无相应幅值标志物条件下的非系统误差问题。通过对机器人各个角度的补偿,实现了机器人末端位姿误差的最小化。由仿真结果可知:该方法运动轨迹与实际轨迹基本一致,所跟踪的末端位姿坐标与实际坐标位姿一致。

关键词：自控测距清洁机器人位姿跟踪补偿

维普期刊数据库博看期刊