基于機(jī)器視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)姿態(tài)測(cè)量之研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、機(jī)器視覺(jué)測(cè)量技術(shù)是一種近年來(lái)新興的非接觸測(cè)量技術(shù)，具有精度高、速度快、技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、自動(dòng)控制、精密儀器等領(lǐng)域。
　　對(duì)于姿態(tài)測(cè)量精度要求較高的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，研究基于機(jī)器視覺(jué)的動(dòng)態(tài)物體姿態(tài)參數(shù)的測(cè)量具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)懸掛式運(yùn)動(dòng)物體和旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)物體，探討機(jī)器視覺(jué)姿態(tài)測(cè)量技術(shù)，并應(yīng)用于懸掛式飛行器模型單目視覺(jué)姿態(tài)測(cè)量和雙目汽車四輪定位參數(shù)測(cè)量，其中四輪輪定位參數(shù)測(cè)量的研究成果已產(chǎn)品化。
　　本文的主

2、要工作和成果如下所述。
　　首先，對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)姿態(tài)測(cè)量理論進(jìn)行了研究。根據(jù)被測(cè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的特點(diǎn)，給出了描述剛體姿態(tài)的三種表達(dá)方式;結(jié)合攝像機(jī)成像模型，詳細(xì)闡述了求解平面或空間物體姿態(tài)的線性和非線性數(shù)學(xué)模型;針對(duì)解決運(yùn)動(dòng)物體外形復(fù)雜導(dǎo)致特征點(diǎn)被遮擋問(wèn)題，闡述了雙目視覺(jué)標(biāo)定原理及測(cè)量方法。這些工作為本文研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次，對(duì)懸掛式飛行器模型的姿態(tài)測(cè)量，闡述了單目視覺(jué)的飛行器模型姿態(tài)角解算原理。從提高測(cè)量精度和程序穩(wěn)

3、定性的角度，詳細(xì)描述了特征點(diǎn)布置與匹配的方法，著重比較了特征點(diǎn)圖像區(qū)域識(shí)別的三種方法，并設(shè)計(jì)了姿態(tài)測(cè)量程序。
　　然后，對(duì)車輪定位參數(shù)的測(cè)量方法進(jìn)行深入探討。文中介紹了車輪定位參數(shù)測(cè)量原理;結(jié)合車輪幾何模型，詳細(xì)闡述了車輪平面法向量、坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)求解方法;考慮到車輪靶板在安裝過(guò)程和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在的誤差對(duì)測(cè)量精度的影響，提出了靶板安裝誤差校正和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，并給出了相應(yīng)的理論分析和數(shù)學(xué)公式，最后設(shè)計(jì)了定位參數(shù)的測(cè)量程序。