基于矩形几何特性的小型无人机快速位姿估计方法

发布时间：2017-08-13 16:00

  本文关键词：基于矩形几何特性的小型无人机快速位姿估计方法

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【摘要】：为了更加实时、精确地实现小型无人机视觉导航,利用矩形的几何特性以及空间点、线的共面特征,提出了一种基于单目视觉的位姿分步估计方法。该方法在任意位置对空间矩形进行拍摄,通过获取的一对正交消隐点,确立无穷远点在像平面的投影关系,完成姿态估计;利用光心、空间矩形以及其投影的共面性特征建立约束方程,求解空间矩形在摄像机坐标系下的法向量,结合欧氏空间线性变换的不变性,实现摄像机坐标系中矩形4顶点坐标的线性求解,并根据空间点在世界坐标系与摄像机坐标系间的转换关系,完成位置估计。为了抑制图像噪声对位姿估计的影响,建立基于空间点、线共面特征的指标函数,利用NM寻优算法实现对位姿参数的非线性优化。实验结果表明,该算法具有计算精度高、实时性强、适用范围广的优点,设计的优化算法能够有效地抑制图像噪声,提高了位姿估计的稳健性。
【作者单位】： 空军工程大学航空航天工程学院;
【关键词】： 机器视觉 位姿估计 矩形几何特性 共面性特征 参数优化
【基金】：陕西省自然科学基金(2014JM8332) 航空科学基金(20155896025)
【分类号】：TP391.41
【正文快照】： 0508006-11引言近年来,计算机视觉受到国内外学者的广泛关注,并成为实现人工智能的关键技术之一。关于位姿估计的研究作为计算机视觉的主要研究方向,在自主导航、机器人视觉和无人机定点着陆(舰)等领域内有着广阔的应用空间[1],一般的位姿估计方法可以分为两类,一类是基于特征

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本文编号：668096