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题名基于矩形几何特性的小型无人机快速位姿估计方法
被引量:11
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作者
洪洋
孙秀霞
王栋
刘树光
王瀚林
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机构
空军工程大学航空航天工程学院
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出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期226-238,共13页
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基金
陕西省自然科学基金(2014JM8332)
航空科学基金(20155896025)
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文摘
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。
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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
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Keywords
machine vision
pose estimation
rectangular geometry feature
coplanar feature
parameter optimization
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分类号
TP391.4
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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