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

平面运动约束下的相对位姿估计最小配置解

中国科学：技术科学 2024年第11期54卷 2122-2130页

作者：关棒磊赵季尚洋于起峰国防科技大学空天科学学院长沙410073 图像测量与视觉导航湖南省重点实验室长沙410073 华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074

基于视觉的相对位姿估计是自动驾驶车辆等移动机器人进行自主定位与环境感知的核心关键技术.为提高相对位姿估计算法的精度、效率和鲁棒性,寻求相对位姿估计的最小配置解一直是重点关注的研究热点.传统的相对位姿估计算法通常仅使用图... 详细信息

基于视觉的相对位姿估计是自动驾驶车辆等移动机器人进行自主定位与环境感知的核心关键技术.为提高相对位姿估计算法的精度、效率和鲁棒性,寻求相对位姿估计的最小配置解一直是重点关注的研究热点.传统的相对位姿估计算法通常仅使用图像匹配点对中的图像坐标信息,忽略特征描述子提供的特征旋转角和尺度等额外信息.针对移动机器人应用中单目相机平面运动这一常见情景,本文利用图像特征描述子提供的信息中的约束方程,提出了一种新的平面运动估计最小配置解.根据地面场景上图像特征满足的单应约束,利用单个旋转不变特征中的图像坐标和旋转角信息,闭式求解单目相机平面运动的相对位姿.由于该方法所需要的特征数量最少,因此可以高效地与RANSAC方法或直方图投票方法相结合,用于两视图之间的初始运动估计和误匹配点对剔除.仿真和公开数据集实验表明,本文能够明显提高单目相机平面运动估计的精度和鲁棒性,可运用于自动驾驶车辆等移动机器人在地面、道路等典型场景上的自主定位与视觉感知.

关键词：相对位姿估计单目相机最小配置解旋转不变特征

同方期刊数据库

基于视觉的近距离编队对偶四元数相对位姿估计算法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

系统工程与电子技术 2013年第2期35卷 391-396页

作者：马可锌王惠南南京航空航天大学航天学院江苏南京210016

针对近距离编队飞行中位姿估计问题,提出了一种新的点到区域匹配航天器间视觉相对位姿估计算法。给定主星表面上的点集及与之匹配的从星摄像机像平面图像凸区域,结合对偶四元数及凸优化数学工具,充分利用对偶四元数描述坐标系变换的简洁... 详细信息

针对近距离编队飞行中位姿估计问题,提出了一种新的点到区域匹配航天器间视觉相对位姿估计算法。给定主星表面上的点集及与之匹配的从星摄像机像平面图像凸区域,结合对偶四元数及凸优化数学工具,充分利用对偶四元数描述坐标系变换的简洁性,建立了对偶四元数凸优化位姿估计模型,估计出主星与从星之间的相对位姿参数。该算法不仅利用对偶四元数较传统四元数描述坐标系变换的优势,而且采用凸优化方法可大大降低传统位姿估计方法中需要精确的点到点匹配的要求。仿真结果证明,该算法能满足近距离编队相对位姿估计精度要求,具有较好的鲁棒性,对目前航天任务中航天器间视觉相对位姿估计具有重要参考价值。

关键词：近距离编队相对位姿估计对偶四元数凸优化点到区域匹配

低照度小样本限制下的失效卫星相对位姿估计与优化

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

航空学报 2021年第4期42卷 540-551页

作者：刘付成牟金震刘宗明韩飞李爽上海航天技术研究院上海201109 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109 南京航空航天大学航天学院南京210016

低照度图像信息受损严重,会导致失效卫星的位姿估计精度和鲁棒性降低。基于此,提出了无监督生成式对抗网络低照度图像增强模型。生成器以U-Net网络为基础,并设计密集残差连接结构。判别器设计为全局-局部的双辨别器结构,由传统的单一标... 详细信息

低照度图像信息受损严重,会导致失效卫星的位姿估计精度和鲁棒性降低。基于此,提出了无监督生成式对抗网络低照度图像增强模型。生成器以U-Net网络为基础,并设计密集残差连接结构。判别器设计为全局-局部的双辨别器结构,由传统的单一标量扩展为多标量判别。在小样本的条件下,基于进化训练与并行训练方式改进基于SinGAN的数据增广方法。最后,在基于ORB-SLAM位姿初始化的基础上,建立特征信息的局部地图,克服位姿估计对参考帧的依赖;通过关键帧ROI的稠密匹配,建立关于平面法向量和单目相机安装高度的非线性优化模型求解尺度因子;通过闭环检测后的相似性变换,构建关键帧集合的联合位姿图优化方程,实现对位姿矩阵的全局校正。实验结果表明:测量稳定后,低照度图像的姿态角误差最大值为4°,而图像增强后的姿态角误差最大为0.5°;对于以角速度20°/s运动的失效卫星旋转5周,相对静止下的跟踪测量为5周,1m水平方向机动下的跟踪测量为4.5周。可以满足失效卫星相对姿态测量的任务需求。

关键词：失效卫星旋转目标生成式对抗网络低照度图像增强小样本相对位姿估计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于视觉的自动空中加油近距相对位姿估计

清华大学学报（自然科学版） 2012年第12期52卷 1664-1669页

作者：李波睿慕春棣吴波涛清华大学自动化系北京100084 海军装备研究院北京100036 中国卫星海上测控部江阴214431

针对无人机自动空中加油过程中近距离高精度相对位姿估计问题,提出了一种基于特征跟踪的单目视觉方法。在加油机机身预先设置多个辅助识别标志点,安装在无人机机头上的摄像机获取加油机图像,将提取出的图像特征点与根据摄像机成像模型... 详细信息

针对无人机自动空中加油过程中近距离高精度相对位姿估计问题,提出了一种基于特征跟踪的单目视觉方法。在加油机机身预先设置多个辅助识别标志点,安装在无人机机头上的摄像机获取加油机图像,将提取出的图像特征点与根据摄像机成像模型计算出的预设标志点坐标进行匹配,剔除匹配粗差后迭代估计出加油机和无人机的相对位姿信息。基于Vega Prime软件建立了三维视景仿真系统。仿真结果表明:该方法能够提供6自由度的相对位姿信息,位置分量能够满足自动空中加油相对位姿估计的精度要求,姿态角的平均绝对误差不超过1°,并且对特征点丢失或错误匹配具有较好的容错性。

关键词：导航自动空中加油无人机计算机视觉相对位姿估计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

失效卫星远距离相对位姿估计与优化方法

航空学报 2021年第11期42卷 384-396页

作者：牟金震刘宗明韩飞周彦李爽上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109 南京航空航天大学航天学院南京211106 湘潭大学信息工程学院湘潭411100

针对远距离非合作慢旋目标位姿估计精度问题,提出一种融合图像超分辨与视觉SLAM的相对位姿估计方法。算法主要包含3个步骤:通过梯度引导生成式对抗超分辨技术,提升目标图像的质量以获取更多更高质量的特征点;构建特征数据库实现当前帧... 详细信息

针对远距离非合作慢旋目标位姿估计精度问题,提出一种融合图像超分辨与视觉SLAM的相对位姿估计方法。算法主要包含3个步骤:通过梯度引导生成式对抗超分辨技术,提升目标图像的质量以获取更多更高质量的特征点;构建特征数据库实现当前帧与特征数据库的匹配,提升旋转目标的特征跟踪稳定性;利用图优化对多帧图像进行联合位姿优化,消除累计误差,得到更为精确的估计结果。为稳定网络的训练,将自然进化算法引入到对抗训练中。为增强模型的泛化性和鲁棒性,实验中的数据集采用半物理仿真获得。实验结果表明,当等效距离为25 m且失效卫星以25(°)/s的速度旋转时,目标图像经超分辨网络增强后,能够实现连续稳定的长时间测量。

关键词：非合作目标失效慢旋目标 SLAM 相对位姿估计生成式对抗网络图像超分辨

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

对空间碎片的相对位姿估计

宇航学报 2015年第8期36卷 906-915页

作者：宋亮李志马兴瑞中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 广东省政府广州510031

针对几何、质量特性参数均未知的空间碎片,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对位姿估计算法。该算法以单目相机获得的目标图像特征视线信息作为测量输入,以目标姿态、姿态角速度、惯量比、相对位置、相对速度和特征位置作为滤波状... 详细信息

针对几何、质量特性参数均未知的空间碎片,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对位姿估计算法。该算法以单目相机获得的目标图像特征视线信息作为测量输入,以目标姿态、姿态角速度、惯量比、相对位置、相对速度和特征位置作为滤波状态。对算法进行可观性分析,给出两个可以保证算法可观性的条件。分别针对不同条件进行数值仿真,仿真结果表明新算法能够对几何和质量参数未知的空间碎片进行有效的相对位姿估计。

关键词：单目相机相对位姿估计未知空间目标视觉相对导航扩展卡尔曼滤波

基于激光成像雷达的未知目标相对位姿估计算法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

系统仿真学报 2017年第5期29卷 1103-1111页

作者：宋亮李志马兴瑞中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100081 广东省政府广东广州510031

为解决对空间未知目标的相对位置、姿态估计问题,以激光成像雷达作为测量敏感器,提出了基于扩展Kalman滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的相对位姿估计算法。采用迭代最近点算法(Iterative Closest Point,ICP)对激光雷达的点云测量数... 详细信息

为解决对空间未知目标的相对位置、姿态估计问题,以激光成像雷达作为测量敏感器,提出了基于扩展Kalman滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的相对位姿估计算法。采用迭代最近点算法(Iterative Closest Point,ICP)对激光雷达的点云测量数据进行解算,得到相对位姿粗值并将其作为位姿估计算法的测量输入。以相对姿态、角速度、惯量比、相对位置、相对速度和目标测量参考系的位姿作为滤波状态,算法在对相对位置和姿态估计的同时,可辨识出目标的未知参数。为提高数值仿真的可信度,用Geomagic软件模拟点云测量。采用Matlab进行数值仿真,验证了新算法的有效性。

关键词：激光成像雷达相对位姿估计未知目标视觉相对导航扩展卡尔曼滤波

相对位姿估计系统设计及其在机器人自主导航中的应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

相对位姿估计系统设计及其在机器人自主导航中的应用

作者：寻芝任浙江大学

学位级别：硕士

近年来,在无人机、无人车等领域,单机器人技术飞速发展,越来越多的学者开始致力于研究多机器人协同工作。其中,相对位姿估计是多机器人系统中一个亟待解决的难题,稳定、准确、快速的估计出机器人之间的相对姿态可以显著提高机器人协作... 详细信息

近年来,在无人机、无人车等领域,单机器人技术飞速发展,越来越多的学者开始致力于研究多机器人协同工作。其中,相对位姿估计是多机器人系统中一个亟待解决的难题,稳定、准确、快速的估计出机器人之间的相对姿态可以显著提高机器人协作质量。目前,国内外研究学者相对位姿估计问题上提出了诸多方案。一些研究提出将SLAM系统同距离等传感器融合的解决方案,但这些方案受限于SLAM技术的弊端,依赖于环境特征的同时会占用较多的计算资源。也有一些研究针致力于使用距离方位传感器融合的解决思路,这些方案需要运动激励并且在一些运动模式下会出现退化现象,或者需要比较大的安装平台。此外,还有学者提出给机器人配备人工标签的思路,但目前提出的一些设计方案仅能在很短的范围内有效工作,这对实际场景中的应用带来了很大的困难。本文专注于多机器人系统中的相对位姿估计问题,设计了一种基于多种传感器融合的相对位姿估计系统,包括硬件和算法两部分。硬件系统主要包括红外LED,红外鱼眼相机,IMU和UWB四大模块。算法上,本文首先利用单次的传感器数据测量解算相对位姿,同时利用误差状态卡尔曼滤波器来抵抗传感器噪声对估计精度的影响。当多机器人系统中机器人数目达到三个及以上时,本文设计了一种利用单帧数据的位姿图优化算法来进一步提高系统精度。实验结果证明,本文的相对位置估计误差在0.113米～0.161米(中位数),相对旋转估计误差在0.773°～1.517°(中位数)。此外,在特殊场景(黑暗,长距离,大姿态和非视距)下也具有稳定的工作性能。相比于目前已有的基于人工标签的设计方案,本文设计的系统有效提高了工作范围,实验中测试最远的工作距离可以达到27.5米。在计算资源本占用方面,本文的系统低于基于SLAM系统的解决方案,经测试在NUC-i5计算平台上,本文ID识别图像处理时间低于2毫秒,两机算法时间低于1毫秒,三机及以上位姿图优化算法低于3毫秒。此外,本文将设计的相对位姿估计系统同目前的一些自主导航方案结合起来,通过利用相对位姿进行栅格地图的共享从而降低一部分机器人构建地图的算力消耗。同时,本文在Robo Master小车上进行实验验证了方案的可行性。

关键词：相对位姿估计多机器人系统自主导航

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

单目移动机器人相对位姿估计方法

应用光学 2019年第4期40卷 535-541页

作者：王君徐晓凤董明利孙鹏陈敏北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

针对单目机器人在运动过程中,相邻关键帧之间基线过短造成的相机相对位姿无法恢复的问题,提出了一种利用已知特定参照物迭代优化本质矩阵,从而快速分解出机器人相对位姿的方法。该方法首先利用已知特定参照信息获取本质矩阵估计值,然后... 详细信息

针对单目机器人在运动过程中,相邻关键帧之间基线过短造成的相机相对位姿无法恢复的问题,提出了一种利用已知特定参照物迭代优化本质矩阵,从而快速分解出机器人相对位姿的方法。该方法首先利用已知特定参照信息获取本质矩阵估计值,然后通过相邻关键帧之间匹配的特征点组和本质矩阵估计值对本质矩阵迭代优化,最后通过本质矩阵的约束关系求得平移向量估计值,利用基于李群的姿态表示得到旋转矩阵估计值,并进一步优化得到唯一解。该方法避免了由于基线过短而无法恢复相机相对位姿的弊端。实验结果表明,该方法可快速解算并优化机器人相对位姿关系,且相对位移估计绝对误差小于0.03 m,优于传统方法。

关键词：相对位姿估计本质矩阵迭代计算李群