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基于三目视觉的航天器交会对接位姿测量方法研究 被引量:3
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作者 姚荣斌 丁尚文 +2 位作者 李生权 范兵 李强 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期527-533,共7页
随着载人航天和宇宙空间站的不断发展,航天器自主对接技术显得日趋重要.在航天器对接的最后逼近阶段,实时精确测量两航天器间的相对位置姿态参数是对接成功的关键.针对航天器交会对接中位置姿态参数的测量问题,研究了三目视觉的非线性... 随着载人航天和宇宙空间站的不断发展,航天器自主对接技术显得日趋重要.在航天器对接的最后逼近阶段,实时精确测量两航天器间的相对位置姿态参数是对接成功的关键.针对航天器交会对接中位置姿态参数的测量问题,研究了三目视觉的非线性测量方法,阐述三目视觉的测量原理并建立数学模型,将相对位姿参数求解问题转化为非线性优化问题,进而利用Levenberg-Marquardt算法求解.仿真研究表明,与双目视觉线性方法和三目视觉线性方法相比,该方法能降低图像匹配误差的影响,提高特征点的定位精度,增加测量系统的可靠性. 展开更多
关键词 三目视觉 交会对接 相对位置姿态测量 航天器
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基于三目视觉测量的航天器交会对接相对位姿确定算法 被引量:14
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作者 钱萍 王惠南 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1575-1581,共7页
针对航天器交会对接过程中位姿参数的测量问题,提出了三目视觉的测量方法。本文阐述了三目视觉的测量原理,建立了数学模型,分析了测量系统的误差。仿真结果表明该方法有效。与双目视觉相比,它能降低图像匹配误差的影响,提高特征点的定... 针对航天器交会对接过程中位姿参数的测量问题,提出了三目视觉的测量方法。本文阐述了三目视觉的测量原理,建立了数学模型,分析了测量系统的误差。仿真结果表明该方法有效。与双目视觉相比,它能降低图像匹配误差的影响,提高特征点的定位精度,增加测量系统的可靠性,因此能够满足航天器位姿参数的测量要求,对航天器在轨实时应用具有重要参考价值。 展开更多
关键词 三目视觉测量 交会对接 相对位置和姿态确定
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基于靶标的三目视觉3维坐标测量系统 被引量:2
3
作者 张绍兵 熊显名 +2 位作者 蒋曲博 张文涛 胡放荣 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期523-528,共6页
为了解决复杂环境中大视场、高精度、非接触3维测量问题,采用三目摄像机结构,通过靶标成像来测量被测点3维坐标的测量系统。测量时摄像机采集测量靶标的图像,计算机通过图像处理的方法获取测量靶标上标志点的3维坐标,并提出基于被测点... 为了解决复杂环境中大视场、高精度、非接触3维测量问题,采用三目摄像机结构,通过靶标成像来测量被测点3维坐标的测量系统。测量时摄像机采集测量靶标的图像,计算机通过图像处理的方法获取测量靶标上标志点的3维坐标,并提出基于被测点与标志点间距离方程与直线约束的被测点求解优化方法。测量系统通过高精度光栅位移平台带动测量靶标移动来完成测试。结果表明,测量系统在视场范围、测量精度、使用灵活性等方面有较大的改进,能够测量视场深度从2m~5m范围内的视场,测量精度优于0.2mm。 展开更多
关键词 测量与计量 图像处理 3维坐标测量 三目视觉 测量靶标
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OpenCV耦合三目视觉的标准件目标定位研究与应用 被引量:4
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作者 张亚荣 裴志利 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第1期67-70,共4页
在制造业自动化生产过程中,需要对标准件上某些目标进行定位,从而以此为依据对生产件进行校准。由于标准件为金属物品,且表面粗糙,打光成像后,目标背景复杂,而当前的图像目标定位算法不稳定。对此,文章提出了一个基于Open CV与三目视觉... 在制造业自动化生产过程中,需要对标准件上某些目标进行定位,从而以此为依据对生产件进行校准。由于标准件为金属物品,且表面粗糙,打光成像后,目标背景复杂,而当前的图像目标定位算法不稳定。对此,文章提出了一个基于Open CV与三目视觉的标准件定位机制。首先基于三个Basler工业相机实现图像采集;然后基于形态学处理与阈值分割处理得到目标的大致区域,再通过轮廓匹配得到目标的精确坐标,轮廓特征有周长、长宽比、长宽差。最后引入特征判断机制,实现不良检测。最后测试了该机制性能,结果表明:与普通的图像目标定位算法相比,在图像目标特征不明显,且背景复杂时,该机制具有更好的定位与检测效果,准确定位出图像目标的轮廓。 展开更多
关键词 图像标定位 标准件 三目视觉 轮廓匹配 特征判断 OPENCV
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三目视觉测量系统在风洞试验中的应用研究 被引量:1
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作者 付增良 梁彬 +1 位作者 赵俊波 杨辉 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期281-285,291,共6页
针对立体视觉测量技术在风洞试验中的应用特征,设计基于线阵CCD的三目视觉立体测量系统。利用基于双高斯物镜的组合透镜,在降低光学畸变的前提下实现点光源到线光源的变换。组合镜头可对CCD进行三自由度微调,保证测量目标成像于焦平面... 针对立体视觉测量技术在风洞试验中的应用特征,设计基于线阵CCD的三目视觉立体测量系统。利用基于双高斯物镜的组合透镜,在降低光学畸变的前提下实现点光源到线光源的变换。组合镜头可对CCD进行三自由度微调,保证测量目标成像于焦平面附近。在系统标定过程中利用三坐标测量机构建虚拟阵列靶,以最大限度地提高标定靶精度。实例应用结果表明,该系统能够实现三自由度虚拟飞行系统模型运动轨迹的追踪及自由振动系统机械阻尼的测量。 展开更多
关键词 风洞试验 姿态测量 三目视觉 线阵CCD 虚拟阵列靶
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利用三目视觉获得复杂曲面的边界曲线 被引量:2
6
作者 何炳蔚 林志航 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期1253-1257,共5页
复杂零件表面几何模型的构造是逆向工程的研究重点 ,根据零件表面数据提取零件表面的边界是构造零件几何模型的关键步骤 提出了基于三目视觉方法提取和构造复杂曲面边界的技术 将一台摄像机固定在三坐标测量机 (CMM)横梁上 ,通过沿X ,Y... 复杂零件表面几何模型的构造是逆向工程的研究重点 ,根据零件表面数据提取零件表面的边界是构造零件几何模型的关键步骤 提出了基于三目视觉方法提取和构造复杂曲面边界的技术 将一台摄像机固定在三坐标测量机 (CMM)横梁上 ,通过沿X ,Y方向移动CMM从而获得物体在空间三个不同位置的图像 ;从一幅图像中提取反映物体边界的特征点 ,通过与其他两幅图像匹配得到这些特征点的空间坐标 。 展开更多
关键词 逆向工程 复杂曲面 边界曲线 三目视觉 几何模型 CAD CAM 机械设计 机械零件
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基于三目视觉标定的机器人精确移载视觉系统 被引量:1
7
作者 曲豪 张栋梁 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第11期61-64,68,共5页
为了解决当前机器人视觉系统精度不稳定和单位作业时间过长,且缺乏自动补偿功能的不足,文章分别从系统硬件结构改进和软件算法优化的角度出发,提出了基于三目视觉的机器人视觉系统。首先,搭建PLC感应器、机器人和视觉PC之间的逻辑通信通... 为了解决当前机器人视觉系统精度不稳定和单位作业时间过长,且缺乏自动补偿功能的不足,文章分别从系统硬件结构改进和软件算法优化的角度出发,提出了基于三目视觉的机器人视觉系统。首先,搭建PLC感应器、机器人和视觉PC之间的逻辑通信通道,达到材料运行状态实时获取与处理的目的。然后,根据机器人与视觉坐标系之间的缩放旋转平移参数,设计9点标定法,对三个工业相机进行标定,达到图像像素坐标与机器人世界坐标的精准绑定。最后,根据产品工程基准,选取感兴趣区域,优化最小均方误差匹配算法,达到系统精度与速度的平衡。实验测试结果显示:与当前机器人视觉系统相比,文中系统拥有更高的视觉准确度与作业效率。 展开更多
关键词 三目视觉 9点标定 最小均方误差匹配
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基于三目视觉的红外热像仪标定方法 被引量:3
8
作者 江国威 李成龙 +1 位作者 汤进 罗斌 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第1期136-138,174,共4页
针对红外热像仪标定精确低的问题,设计一种能准确标定红外热像仪的方法。首先,使用两台可见光摄像机及一台红外热像仪组成三目系统,标定出可见光摄像机参数,并在系统视野内挥动带有特制灯泡的标定杆,获取匹配点对;然后通过可见光摄像机... 针对红外热像仪标定精确低的问题,设计一种能准确标定红外热像仪的方法。首先,使用两台可见光摄像机及一台红外热像仪组成三目系统,标定出可见光摄像机参数,并在系统视野内挥动带有特制灯泡的标定杆,获取匹配点对;然后通过可见光摄像机组成的双目系统重构点的三维坐标,建立起红外热像仪图像点与三维坐标点的对应关系;最后标定出红外热像仪参数并进行优化。实验结果表明,该方法精度较高,满足应用需求。 展开更多
关键词 红外热像仪标定 三目视觉 针孔模型 重构维点
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基于三目视觉的圆柱尾迹层析PIV测量 被引量:3
9
作者 段双成 杨苗 +3 位作者 封明军 王芳婷 周骛 蔡小舒 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期6523-6531,共9页
多数机械设备如换热器、汽轮机、燃气轮机等内部流场均具有内部空间狭小、流场流动复杂的特点。目前对于该类流场测量多采用二维粒子图像测速(PIV)的方法,难以反映真实的流场速度分布;同时多数三维流场测量系统设备复杂且昂贵,难以应用... 多数机械设备如换热器、汽轮机、燃气轮机等内部流场均具有内部空间狭小、流场流动复杂的特点。目前对于该类流场测量多采用二维粒子图像测速(PIV)的方法,难以反映真实的流场速度分布;同时多数三维流场测量系统设备复杂且昂贵,难以应用到狭小的空间测量中。因此本文搭建了一套基于三台相机的三维流场测量系统,针对某矩形水流管道,应用层析PIV技术对圆柱尾迹的低速流场进行了测量,成功观察并重建了圆柱产生的三维卡门涡街流场。测量区域约为30mm×30mm×5mm,三维空间分辨率达到20voxels/mm,重投影误差小于0.5%。研究结果表明,采用本文搭建的三相机层析PIV系统测量得到的三维矢量场合理地反映了圆柱尾迹的流动结构;MLOS算法相较于传统MART算法能够有效降低重构所耗时间,并能够达到同样的重建精度。本文搭建的测量系统也可用于其他低速流体实验中,而三相机的布置为测量狭小空间的复杂流场提供了可能。 展开更多
关键词 三目视觉 粒子图像测速 层析 圆柱尾迹 卡门涡街
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基于三目视觉的弹丸姿态测试 被引量:1
10
作者 柴培 顾金良 +2 位作者 刘庆国 罗红娥 夏言 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第6期144-148,共5页
提出了一种三目视觉弹丸姿态测量方法,利用三个相机构建了三目立体视觉系统,采用投影面交线法重建弹丸中轴线的方向向量得出弹丸的姿态角,分析了相对双目检测系统的优势,并对搭建系统进行了验证。试验结果表明,三目姿态测量系统可以有... 提出了一种三目视觉弹丸姿态测量方法,利用三个相机构建了三目立体视觉系统,采用投影面交线法重建弹丸中轴线的方向向量得出弹丸的姿态角,分析了相对双目检测系统的优势,并对搭建系统进行了验证。试验结果表明,三目姿态测量系统可以有效测出弹丸的姿态角,静态误差小于0.35°,相对于双目系统具有更高的稳定性与可靠性。 展开更多
关键词 三目视觉 弹丸姿态 中轴线 稳定性
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基于三目视觉系统的车辆导引方法 被引量:4
11
作者 王军 柳红岩 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第6期1762-1764,1773,共4页
为使车辆在非结构化地形环境中实现自动导引,提出一种基于三目立体视觉系统的自适应地形分类方法。该地形分类方法利用三目视觉系统采集地形的几何信息与颜色信息,方法中的几何分类器通过分析采集的数据对地形进行初步分类,而颜色分类... 为使车辆在非结构化地形环境中实现自动导引,提出一种基于三目立体视觉系统的自适应地形分类方法。该地形分类方法利用三目视觉系统采集地形的几何信息与颜色信息,方法中的几何分类器通过分析采集的数据对地形进行初步分类,而颜色分类器则在几何分类器的基础上对不同地形进行颜色标注。分类过程中,为使车辆能够有效地适应变化的地形环境,需根据分类所得新数据实时更新原有分类数据。该地形分类方法最终把可行驶的地面和不可行驶的任何地形作出分类并用不同颜色标注。从实验结果可看出,该方法可对实验中三目立体视觉系统所拍摄的地形作出准确分类。 展开更多
关键词 自动引导 立体视觉系统 自适应分类 地形分类方法
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基于YOLOv8与蚁群算法的三目视觉苹果采摘系统研究 被引量:2
12
作者 胡建易 《农业装备技术》 2023年第6期26-30,共5页
苹果采摘是农业生产中非常重要的一个环节,既影响着农业生产效率,又关系到生产成本和产品质量。文章介绍了一种三目视觉苹果采摘系统,它采用了YOLOv8图像识别算法和采摘路径规划蚁群算法,通过智能路径规划和视觉识别技术,实现对苹果的... 苹果采摘是农业生产中非常重要的一个环节,既影响着农业生产效率,又关系到生产成本和产品质量。文章介绍了一种三目视觉苹果采摘系统,它采用了YOLOv8图像识别算法和采摘路径规划蚁群算法,通过智能路径规划和视觉识别技术,实现对苹果的高效、准确采摘。该技术在苹果模拟测试采摘中得到了验证,能够显著提高苹果采摘效率和质量,降低人工成本和损失率。 展开更多
关键词 YOLOv8图像识别 蚁群算法 苹果采摘 三目视觉
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三目立体视觉外极线校正及其FPGA实现方法 被引量:1
13
作者 安路平 贾云得 李鸣翔 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期872-875,共4页
提出一种三目立体视觉外极线校正的快速算法.3个摄像机呈直角三角形配置,且已知摄像机透视投影矩阵.根据校正基本约束确定校正后的图像平面,利用图像不变形约束计算校正所需的三阶矩阵,用于在平面仿射坐标系下对图像进行重取样,使图像... 提出一种三目立体视觉外极线校正的快速算法.3个摄像机呈直角三角形配置,且已知摄像机透视投影矩阵.根据校正基本约束确定校正后的图像平面,利用图像不变形约束计算校正所需的三阶矩阵,用于在平面仿射坐标系下对图像进行重取样,使图像的行列对齐.给出了基于FPGA的实时计算三目立体视觉外极线校正的硬件实现方法.在时钟频率为60 MH z,图像可分辨的像素数为640×480时,三目立体视觉外极线校正速度达到48帧/s. 展开更多
关键词 立体视觉 三目视觉 外极线校正 现场可编程门阵列
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基于视觉的三维重建技术综述 被引量:118
14
作者 佟帅 徐晓刚 +1 位作者 易成涛 邵承永 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第7期2411-2417,共7页
基于视觉的三维重建仍然存在较大局限性。通过介绍基于视觉的三维重建技术的主要方法及其研究现状,对各种方法优缺点进行了比较分析,期望能够对该领域有较全面的把握,进一步明确未来的研究方向。
关键词 基于视觉维重建 视觉 视觉 三目视觉 综述
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自由曲面多目视觉检测技术 被引量:2
15
作者 刘征 赵小松 +1 位作者 张国雄 李真 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期148-151,共4页
针对双目视觉检测系统在测量中存在的问题,提出了基于三目视觉的检测方法,研制开发了一种与三坐标测量机相结合,能够进行强反射自由曲面测量的基于主动视觉的线结构光三目视觉测头.文中阐述了测头的工作原理和几何结构,介绍了三目视觉... 针对双目视觉检测系统在测量中存在的问题,提出了基于三目视觉的检测方法,研制开发了一种与三坐标测量机相结合,能够进行强反射自由曲面测量的基于主动视觉的线结构光三目视觉测头.文中阐述了测头的工作原理和几何结构,介绍了三目视觉的立体匹配算法.该方法从理论上解决了双目视觉中存在的误匹配现象,提高了自由曲面的测量精度. 展开更多
关键词 坐标测量机 自由曲面 三目视觉测头 立体匹配
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一种基于边缘线的三目立体匹配方法 被引量:3
16
作者 李秀智 张广军 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期22-26,共5页
为实现准确的三维场景匹配,提出了一种基于边缘线的三目立体匹配方法。Canny边缘是一种常用的视觉特征,通过对Canny算子加以改进,提高了边缘线条匹配的可靠性。匹配过程分层次进行,首先通过边缘上少量点的成功匹配确定边缘线条间的对应... 为实现准确的三维场景匹配,提出了一种基于边缘线的三目立体匹配方法。Canny边缘是一种常用的视觉特征,通过对Canny算子加以改进,提高了边缘线条匹配的可靠性。匹配过程分层次进行,首先通过边缘上少量点的成功匹配确定边缘线条间的对应关系,然后以此来约束该边缘上其他点的匹配。详细介绍了对应特征匹配所用的约束条件。首先,使用三目系统中第三个摄像机提供的额外极线约束,有效地减少了误匹配。由于常规所用的三目极线约束条件给出的匹配效果并不理想,提出了另外一种更加有效的三目极线约束应用方法。此外还介绍了边缘点的梯度方向约束,给出了基于以上约束条件的边缘线匹配算法。实验结果表明,该算法具有较高的匹配正确率,是一种有效的立体匹配算法。 展开更多
关键词 三目视觉 立体匹配 极线约束 梯度方向 Canny边缘
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基于FPGA的三目半全局匹配算法设计与实现 被引量:7
17
作者 刘阳 冯进良 +2 位作者 黄伟 康世勋 马韵琪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期202-210,共9页
三目立体视觉系统能够克服双目立体视觉系统存在的遮挡等问题,进一步提高立体视觉系统测量精度。然而增加传感器数量会导致匹配算法计算量增大,影响系统实时性,从而限制三目立体视觉系统在各领域的实际应用。为此,本文提出一种三目半全... 三目立体视觉系统能够克服双目立体视觉系统存在的遮挡等问题,进一步提高立体视觉系统测量精度。然而增加传感器数量会导致匹配算法计算量增大,影响系统实时性,从而限制三目立体视觉系统在各领域的实际应用。为此,本文提出一种三目半全局立体匹配算法及其硬件计算框架。首先,在对三目立体视觉系统基本模型深入分析的基础上,提出一种硬件友好的半全局匹配算法。随后,根据FPGA硬件并行化计算和流水线处理的特点,对片上系统整体框架及各计算模块结构进行设计。最后,基于Zynq-7000 SoC FPGA搭建一套完整硬件实验系统进行算法实现,分别使用数据集图像和真实场景图像对本文算法进行评估。实验结果表明,本文算法与传统双目半全局匹配算法相比,有效像素填充率提高17.31%,错误率降低13.06%,在真实场景下可实现60 fps实时立体匹配,能够满足各类应用场景的实际需求。 展开更多
关键词 半全局匹配算法 立体视觉 硬件实时计算 现场可编程逻辑门阵列
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马铃薯动态分级系统中多目相机同步采集方法 被引量:1
18
作者 汤全武 何昊瀚 +3 位作者 杨燕 朱赫 郭锦程 张天维 《农业工程》 2021年第1期28-32,共5页
针对马铃薯动态分级系统中的图像同步采集问题,提出了基于千兆以太网的三目相机同步采集方法。采用3台相机分别从待测马铃薯3个方向进行同步采集,利用LM358设计一级同相电压放大电路将STM32产生的PWM信号放大来控制3部相机同步工作,使用... 针对马铃薯动态分级系统中的图像同步采集问题,提出了基于千兆以太网的三目相机同步采集方法。采用3台相机分别从待测马铃薯3个方向进行同步采集,利用LM358设计一级同相电压放大电路将STM32产生的PWM信号放大来控制3部相机同步工作,使用C++语言在Visual Studio 2013平台上进行二次设计与开发,实现3台相机同步采集和图像同步存储功能。经试验验证,3台相机同步帧率可达到12帧∕s,满足马铃薯动态分级系统中对图像采集的要求。 展开更多
关键词 马铃薯 三目视觉 图像采集 同步控制 外部触发 千兆以太网
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基于候选点稠密匹配的三维场景重构方法
19
作者 李海滨 徐刚 刘彬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期128-133,共6页
针对星球探测机器人在未知环境中三维场景重建存在的计算复杂度问题,提出基于网格候选点的三目立体匹配算法。在空间中建立代表深度信息的网格节点,并对深度方向的节点分布进行合理规划,确保候选点稠密匹配的准确性和高效性。候选点匹... 针对星球探测机器人在未知环境中三维场景重建存在的计算复杂度问题,提出基于网格候选点的三目立体匹配算法。在空间中建立代表深度信息的网格节点,并对深度方向的节点分布进行合理规划,确保候选点稠密匹配的准确性和高效性。候选点匹配解决了传统立体匹配算法中图像校正带来的实时性问题,同时采用三目视觉系统代替双目,通过另一组对应点的相似性测度对潜在歧义的少量候选点进行二次判决。实验证明,由于处理每组图像对不再需要进行极线校正,因此计算代价与传统的匹配算法相比有一定降低,而第三台摄像机有效消除了匹配歧义,计算量相对于双目系统也没有明显增加。 展开更多
关键词 星球探测机器人 立体视觉 网格候选点 稠密维重构
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基于Gray-EKF算法的智能农业车辆同时定位与地图创建 被引量:6
20
作者 田光兆 安秋 +3 位作者 姬长英 顾宝兴 王海青 赵建东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期17-25,共9页
为了提高智能农业车辆在未知环境中同时定位与地图创建精度,将灰色预测理论和扩展卡尔曼滤波融合,提出了基于灰色扩展卡尔曼滤波的同时定位与地图创建算法。算法在传统的扩展卡尔曼滤波基础上,通过改进的滑窗灰色预测理论建立传感器的GM... 为了提高智能农业车辆在未知环境中同时定位与地图创建精度,将灰色预测理论和扩展卡尔曼滤波融合,提出了基于灰色扩展卡尔曼滤波的同时定位与地图创建算法。算法在传统的扩展卡尔曼滤波基础上,通过改进的滑窗灰色预测理论建立传感器的GM(1,1)观测预测模型,进而完成新息的计算。为了提高观测精度和抗干扰能力,系统使用了三目摄像机作为观测传感器,并提出了一种简易的权值标定算法。试验表明:精度权值标定后的三目摄像机具有较高的测量精度,16组测量数据中有12组的测量误差小于1%,并能减小由于干扰造成的误差。在30个人工路标的停车场环境中,车辆对路标x和y方向的观测误差均值为0.074和0.073m,自身定位误差为0.140m,误差均方差为0.048。在60个人工路标的停车场环境中,车辆对路标x和y方向的观测误差均值为0.061和0.068m,自身定位误差为0.109m,误差均方差为0.038。在60个人工路标的旱地环境中,车辆对路标x和y方向的观测误差均值为0.079和0.077m,自身定位误差为0.122m,误差均方差为0.049。研究认为,与传统的EKF SLAM算法相比,Gray-EKF SLAM算法具有更高的精度。 展开更多
关键词 车辆 导航 定位 灰色预测 扩展卡尔曼滤波 立体视觉
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