基于計(jì)算機(jī)視覺的相對導(dǎo)航運(yùn)動估計(jì)研究.pdf

1、目前對于計(jì)算機(jī)視覺導(dǎo)航的研究主要集中于車載導(dǎo)航，正是由于視覺導(dǎo)航在智能車輛導(dǎo)航上的突飛猛進(jìn)，將視覺導(dǎo)航應(yīng)用到航天器自主著陸中成為許多學(xué)者研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向。論文圍繞航天器的自主著陸過程，著重研究了視覺導(dǎo)航中的運(yùn)動參數(shù)估計(jì)問題，進(jìn)一步豐富了計(jì)算機(jī)視覺在航天器著陸導(dǎo)航中的應(yīng)用。以下是論文的主要研究內(nèi)容及成果:
　　1）基礎(chǔ)矩陣是對來自同一景物的兩幅未標(biāo)定的圖像進(jìn)行分析的基本工具，而對于基礎(chǔ)矩陣的估計(jì)是諸如攝像機(jī)標(biāo)定，運(yùn)動分析等視覺應(yīng)用

2、的第一步。論文針對視覺導(dǎo)航中的運(yùn)動分析問題，給出了一種估計(jì)基礎(chǔ)矩陣的改進(jìn)算法，通過極大似然估計(jì)的最優(yōu)修正來初始化LM(Levenberg-Marquard)算法，最終給出基礎(chǔ)矩陣的解，并選取模擬圖像與真實(shí)圖像分別對不同的算法進(jìn)行仿真對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明所給出的改進(jìn)算法具有更高的精度與效率。
　　2)在視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中，對目標(biāo)的運(yùn)動分析需要獲得測量誤差的具體描述，而在成像過程當(dāng)中，計(jì)算機(jī)視覺的傳感器存在三類不同性質(zhì)的誤差:首先是光學(xué)系統(tǒng)

3、的非線性畸變，這可在攝像機(jī)標(biāo)定過程中事先校正;其次是圖像噪聲，它主要影響特征檢測的定位精度;最后是由于傳感器數(shù)字圖像的空間量化效應(yīng)帶來的特征像素定位誤差。論文主要針對圖像噪聲進(jìn)行研究，基于奇異值分解理論通過分解本質(zhì)矩陣得到外參數(shù)，利用協(xié)方差傳播理論分析了運(yùn)動估計(jì)的誤差傳播，并利用模擬圖像對推導(dǎo)結(jié)果做了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了結(jié)果的正確性。
　　3)對于視覺導(dǎo)航系統(tǒng)，可以采用極線幾何約束來求解航天器的位置和姿態(tài)，然而該方法的求解精度及穩(wěn)定性