剛體位姿參數(shù)單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、目前剛體目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)非接觸測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究重點(diǎn),不僅彌補(bǔ)了對(duì)于空間航天飛行器僅作為質(zhì)點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行位姿測(cè)量的不足,而且在大型工件裝配與航天器空間對(duì)接領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用,因此目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)結(jié)果鑒定、事故原因判定的重要依據(jù)。為此,本文做了以下幾方面的研究工作:
　　首先,對(duì)于目標(biāo)剛體位姿參數(shù)解算方法進(jìn)行研究?；趩文恳曈X(jué)測(cè)量原理,結(jié)合PNP算法解決了單目視覺(jué)景深缺失問(wèn)題,對(duì)PNP問(wèn)題進(jìn)行闡述并給出PNP測(cè)量解算方法的

2、相關(guān)重要結(jié)論,在此基礎(chǔ)上建立剛體位姿參數(shù)PNP問(wèn)題測(cè)量解算數(shù)學(xué)模型,最后結(jié)合改進(jìn)的兩段式迭代算法,提出本文所用解算方法。
　　其次,基于單目視覺(jué)的剛體位姿測(cè)量方法的研究。設(shè)計(jì)剛體位姿參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)方案,搭建系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)框架,明確實(shí)驗(yàn)思路,依照實(shí)驗(yàn)整體框架選取現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備,對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)備及實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行介紹;對(duì)特征標(biāo)靶最優(yōu)布局問(wèn)題進(jìn)行理論推導(dǎo)求解,并進(jìn)行實(shí)際測(cè)量解算實(shí)驗(yàn),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;對(duì)剛體位姿測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行仿真,實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源與實(shí)際測(cè)量實(shí)驗(yàn)誤

3、差相比較,得出仿真結(jié)果。
　　最后,剛體位姿參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)驗(yàn)證。確定實(shí)驗(yàn)中各坐標(biāo)系坐標(biāo)統(tǒng)一方法,將各個(gè)測(cè)量坐標(biāo)系特征點(diǎn)坐標(biāo)統(tǒng)一化,以便于進(jìn)行剛體位姿測(cè)量解算;采用圓點(diǎn)標(biāo)靶進(jìn)行位姿測(cè)量解算實(shí)驗(yàn),基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重點(diǎn)分析了特征標(biāo)靶基線長(zhǎng)度與解算精度的關(guān)系、特征圓點(diǎn)橢圓化對(duì)解算精度的影響、剛體三軸聯(lián)動(dòng)位姿解算精度等問(wèn)題,并將實(shí)驗(yàn)測(cè)量解算誤差與仿真結(jié)果相比較,確定實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源,提出相應(yīng)提高精度的方法,分析系統(tǒng)精度水平;應(yīng)用制作好的二極管光點(diǎn)特征