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融合手部姿态的物体6D位姿估计算法
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作者 王健 郭宇 +3 位作者 黄少华 汤鹏洲 郑冠冠 陆云霞 《现代制造工程》 北大核心 2025年第2期76-83,共8页
在基于增强现实装配引导的复杂零/部件装配场景中,由于手部对零/部件的遮挡,导致零件位姿解算时产生较大的误差,甚至造成求解失败。目前针对手工装配零件的位姿估计算法在解决零件遮挡问题时没有考虑手部信息,使得位姿估计精度难以满足... 在基于增强现实装配引导的复杂零/部件装配场景中,由于手部对零/部件的遮挡,导致零件位姿解算时产生较大的误差,甚至造成求解失败。目前针对手工装配零件的位姿估计算法在解决零件遮挡问题时没有考虑手部信息,使得位姿估计精度难以满足增强装配实际应用的要求。针对上述问题,提出了融合手部姿态的零件6D位姿估计算法,即HandICG算法。该算法将手部的姿态信息与迭代对应几何(Iterative Corresponding Geometry,ICG)算法进行融合,当发生手部遮挡时,将手部的姿态信息应用到零件姿态的求解中,从而显著提高手部遮挡情况下零件位姿估计的精度,实验表明,平均模型点距离(Average Distance of Model points,ADD)相关评价指标达到74.73%,是ICG算法的2.61倍。该算法显著提升了增强装配场景中零件位姿解算的准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 位姿估计 手部姿 遮挡 增强装配 跟踪注册
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基于改进点云配准算法的堆叠工件位姿估计
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作者 钟佩思 李洪琦 +2 位作者 毕研治 王晓 刘梅 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第9期101-107,共7页
在工业生产线上,堆叠工件的空间位置对分拣效率和精度具有重要影响。为此,文中提出了一种改进的点云配准算法,用于准确估计堆叠工件的位姿。首先,针对Super-4PCS算法进行粗配准时存在配准时间长和计算量大的问题,提出了一种采用3DSIFT... 在工业生产线上,堆叠工件的空间位置对分拣效率和精度具有重要影响。为此,文中提出了一种改进的点云配准算法,用于准确估计堆叠工件的位姿。首先,针对Super-4PCS算法进行粗配准时存在配准时间长和计算量大的问题,提出了一种采用3DSIFT提取特征点并结合FPFH描述的SS-4PCS算法。其次,在粗配准的基础上,针对GICP算法进行精配准时存在配准精度不够高和耗时长的问题,提出了一种通过增加配对点阈值条件的T-GICP算法。最后,通过在公开数据集和自采数据集上进行算法验证,结果表明,所提算法均方根误差最低,算法配准所用时间最少。 展开更多
关键词 堆叠工件 点云配准 位姿估计 SS-4PCS算法 T-GICP算法
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基于RGB-D图像的高纺锤形苹果树修剪执行末端位姿估计
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作者 康峰 王嘉成 +1 位作者 王亚雄 王宁 《农业工程学报》 北大核心 2025年第12期77-85,共9页
针对果树智能化选择性修剪作业中缺乏执行末端位姿的预测方法,提出一种基于RGB-D图像的修剪点定位与执行末端位姿估计方法。首先,利用RealSense D435i深度相机获取苹果树的RGB图像和深度信息,并通过改进的YOLOv8-seg模型对RGB图像中的... 针对果树智能化选择性修剪作业中缺乏执行末端位姿的预测方法,提出一种基于RGB-D图像的修剪点定位与执行末端位姿估计方法。首先,利用RealSense D435i深度相机获取苹果树的RGB图像和深度信息,并通过改进的YOLOv8-seg模型对RGB图像中的树干与一级枝根部预设区域进行分割。其次,利用OpenCV图像处理方法,计算出树干直径、侧枝直径和侧枝生长间距,基于人工剪枝规则,判断并定位修剪点像素坐标。最后,结合修剪点坐标与深度信息,基于点面映射原理推导出修剪点对应的修剪位姿。结果表明,改进的YOLOv8-seg模型在自建数据集掩膜预测的精确率和召回率分别达到了95.31%和93.79%,修剪决策判断的正确率为88.3%,执行末端位姿估计的成功率为89.9%,可以为苹果树修剪机器人的研发提供技术支持。 展开更多
关键词 图像处理 实例分割 RGB-D YOLOv8-seg 苹果树 修剪 位姿估计
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基于BlendMask与改进Super4PCS的物体位姿估计方法
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作者 郑银环 张帅彬 +1 位作者 吴飞 陈恩杰 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期10-18,58,共10页
针对工业上常见的散乱堆叠工件的位姿估计和无序分拣问题,文章提出一种基于BlendMask实例分割算法与改进Super 4PCS(super 4-points congruent sets)点云配准算法的物体位姿估计方法。利用BlendMask实例分割算法分割目标工件并构建工件... 针对工业上常见的散乱堆叠工件的位姿估计和无序分拣问题,文章提出一种基于BlendMask实例分割算法与改进Super 4PCS(super 4-points congruent sets)点云配准算法的物体位姿估计方法。利用BlendMask实例分割算法分割目标工件并构建工件表面点云;定义抓取分数选择最上层工件作为抓取对象,实现机器人自上而下抓取;针对不同形状的目标工件,基于相似匹配度函数选择模板点云;融合Super 4PCS与正态分布转换(normal distributions transform,NDT)算法完成目标点云和模板点云在低重合率情况下的精确配准,获取目标工件的抓取位姿;并针对Super 4PCS算法粗配准时速度较慢的问题,通过对体素滤波后的目标点云和模板点云提取3D内部形状描述子(intrinsic shape signatures,ISS)作为点云配准算法的输入点集来提高算法的配准速度。点云配准实验和机器人无序分拣实验结果表明,文章提出的物体位姿估计方法可以快速、准确地完成目标工件的位姿估计和无序分拣任务,配准算法均方根误差(root mean square error,RMSE)小于3.8 mm,位姿估计所需时间小于5.8 s,性能满足实际应用要求。 展开更多
关键词 散乱堆叠工件 位姿估计 无序分拣 BlendMask实例分割算法 Super 4PCS算法 点云配准
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微小针脚元件6D位姿估计
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作者 邝泳聪 陈远波 +1 位作者 罗益炜 刘东辉 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期113-120,共8页
针对微小异形元件在被吸起时位姿容易发生偏转的问题,提出一种基于双目立体视觉和加权最小二乘的元件6D位姿估计算法。首先,提取图像上元件插装段针脚的中心点和末端中点并将其作为特征点,基于双目原理计算得到特征点的三维信息;其次,... 针对微小异形元件在被吸起时位姿容易发生偏转的问题,提出一种基于双目立体视觉和加权最小二乘的元件6D位姿估计算法。首先,提取图像上元件插装段针脚的中心点和末端中点并将其作为特征点,基于双目原理计算得到特征点的三维信息;其次,建立拟合元件6D位姿的加权最小二乘法模型,进而根据特征点的信息求得元件的6D位姿。最后,为验证算法的有效性,进行仿真实验和真实实验,结果表明:不同位姿下的针脚特征点在通过求得的6D位姿结果变换后,坐标标准差小于20μm,单次求解位姿耗时为540ms左右,算法精度及实时性均能满足元件的插装或分拣要求。 展开更多
关键词 机器视觉 双目视觉 最小二乘法 位姿估计 电子元件
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卫星单目位姿估计的关键点检测与不确定度同步预测
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作者 苏昂 王梓 +1 位作者 王靖皓 李璋 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期98-108,共11页
卫星单目视觉位姿估计通常先提取卫星图像关键特征点,再求解n点透视(perspective-n-points, PnP)问题得到摄像机与卫星之间的相对位姿关系,其中卫星关键点检测的精度是决定单目位姿估计精度的关键。针对该问题提出一种卫星关键点高精度... 卫星单目视觉位姿估计通常先提取卫星图像关键特征点,再求解n点透视(perspective-n-points, PnP)问题得到摄像机与卫星之间的相对位姿关系,其中卫星关键点检测的精度是决定单目位姿估计精度的关键。针对该问题提出一种卫星关键点高精度检测方法,该算法在预测关键点图像坐标的同时给出关键点坐标预测的不确定度,在此基础上构建加权的PnP约束方程求解相对位置和姿态,显著提升了卫星单目位姿估计精度。在公开的卫星单目位姿估计SPEED数据集上开展了相关实验,实验结果表明提出的同步预测关键点坐标与不确定度的卫星关键点检测方法能够有效提升关键点检测精度,并且通过求解加权的单目位姿估计问题显著提升了卫星单目位姿估计精度。 展开更多
关键词 关键点检测 不确定度预测 TRANSFORMER 单目视觉 卫星位姿估计
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基于深度学习的纱管位姿估计方法及抓取实验
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作者 王青 姜越夫 +2 位作者 赵恬恬 赵世航 刘甲怡 《纺织学报》 北大核心 2025年第7期217-226,共10页
为实现纺织行业中络筒和针织工艺中的智能化换管操作与多模态特征的高效融合,通过异构网络设计,使用Swin Transformer网络提取纱管颜色特征信息,利用KPConv网络提取纱管点云的几何特征信息;为减少离群点特征造成的干扰,设计了一种局部... 为实现纺织行业中络筒和针织工艺中的智能化换管操作与多模态特征的高效融合,通过异构网络设计,使用Swin Transformer网络提取纱管颜色特征信息,利用KPConv网络提取纱管点云的几何特征信息;为减少离群点特征造成的干扰,设计了一种局部逐像素特征对齐与融合策略;考虑到网络训练需要大量数据,且复杂应用环境中可能存在光照变化和纱管颜色多样等挑战,在数据集制作阶段生成真实与合成2类数据集,并在网络训练过程中引入在线数据增强技术,以提升数据集的复杂性和多样性;最后,以制作的数据集为对象,进行网络训练和测试,并在抓取系统中进行了纱管的抓取实验,验证了本文改进算法的有效性。结果表明:所提出的网络模型对纱管的识别准确率达98.7%,每帧图片的位姿估计平均响应时间范围为0.11~0.14 s。同时,基于该模型构建的抓取系统实现了96.8%的纱管抓取成功率,抓取任务的平均响应时间集中在2.07~2.21 s之间。研究证明,该方法在纱管位姿估计和抓取任务中具有较高的精度和稳定性,可为纺织行业智能化设计与应用提供借鉴。 展开更多
关键词 深度学习 位姿估计 纱管抓取 颜色特征提取 几何特征提取 智能换管
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一种基于互相关字典的水下目标位姿估计方法
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作者 杨长生 高斐宇 +1 位作者 卫艳 娄紫洋 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第4期677-684,共8页
对于水下主动探测,目标与声呐系统的相对位姿关系对目标识别与跟踪非常重要。现有基于波形字典的水下目标位姿估计方法,难以在低信噪比下精确估计目标位姿。鉴于互相关处理在目标回波检测中的抗噪性,提出了一种基于互相关字典的方法,通... 对于水下主动探测,目标与声呐系统的相对位姿关系对目标识别与跟踪非常重要。现有基于波形字典的水下目标位姿估计方法,难以在低信噪比下精确估计目标位姿。鉴于互相关处理在目标回波检测中的抗噪性,提出了一种基于互相关字典的方法,通过构造互相关字典并结合正交匹配追踪(OMP)算法估计目标位姿。利用亮点模型生成不同水平位姿角的回波信号,进而构造互相关字典并分析不同系统参数对字典相关性能的影响。水池实验表明,基于互相关字典的目标位姿估计方法低信噪比(小于-12 dB)时,估计正确率优于波形字典;通过增加带宽,在少量阵元条件下仍可在低信噪比下实现准确估计。结合使用HFM信号,基于互相关字典的水下目标位姿估计方法可用于运动弱目标的位姿估计。 展开更多
关键词 目标位姿估计 互相关字典 回波亮点模型 稀疏表示
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基于SHUK-SVSF算法的轴孔装配孔位姿估计
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作者 黄开启 邹秀梅 刘正超 《现代制造工程》 北大核心 2025年第7期105-112,128,共9页
针对工业机械臂轴孔装配过程中孔零件易被遮挡导致模型不确定性,从而难以准确估计其孔位姿的问题,提出一种改进YOLOv8模型与自适应无迹卡尔曼滤波的孔位姿估计方法(简称SHUK-SVSF算法)。首先,为了减小孔零件被遮挡部分的响应损失,将SEA... 针对工业机械臂轴孔装配过程中孔零件易被遮挡导致模型不确定性,从而难以准确估计其孔位姿的问题,提出一种改进YOLOv8模型与自适应无迹卡尔曼滤波的孔位姿估计方法(简称SHUK-SVSF算法)。首先,为了减小孔零件被遮挡部分的响应损失,将SEAM模块引入至YOLOv8模型颈部的输出层,以提高孔位置的检测精度;其次,设计一种基于Sage-Husa算法的自适应无迹卡尔曼滤波(SHUK),实时调整测量噪声协方差矩阵,以增强动态环境下孔位姿的估计精度;最后,在无迹卡尔曼中采用变结构增益,结合无迹卡尔曼滤波的精确性和平滑变结构的稳定性,进一步提升孔位姿估计性能。实验证明:改进的YOLOv8方法在遮挡场景中表现出较高的检测精度,而所提出的SHUK-SVSF算法在满足机械臂轴孔装配过程中的视觉引导下实时性要求的同时,能够在模型不确定性条件下实现高精度﹑鲁棒的孔位姿估计。 展开更多
关键词 工业机械臂 自适应无迹卡尔曼滤波 遮挡响应损失 孔零件 位姿估计
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基于点对特征的无序场景下物体位姿估计方法研究 被引量:1
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作者 叶旭辉 詹乐明 +2 位作者 尹芹凯 贺壮 胡新宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期52-56,共5页
针对工业场景下物体无序摆放难以准确抓取的问题,采用基于点对特征的位姿估计算法预测其在三维空间中的位置与姿态。在全局模型构建阶段采用可视点约束的方法筛除模型中的冗余点,提高了算法的计算速率;在模型匹配阶段通过快速投票机制... 针对工业场景下物体无序摆放难以准确抓取的问题,采用基于点对特征的位姿估计算法预测其在三维空间中的位置与姿态。在全局模型构建阶段采用可视点约束的方法筛除模型中的冗余点,提高了算法的计算速率;在模型匹配阶段通过快速投票机制得到物体候选位姿,利用模型内点比筛选最终输出位姿,提高了算法的位姿估计精度。实验结果表明,改进算法在全局模型构建速度方面有所提升,位姿估计精度方面平均距离误差小于4 mm,噪声模糊场景下的物体识别率为95%,相比原始算法鲁棒性更强;在虚拟仿真和现实的抓取实验中抓取成功率均达90%以上。 展开更多
关键词 点对特征 位姿估计 点云配准 机器视觉
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类别级多目标刚体6D位姿估计方法 被引量:1
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作者 程硕 贾迪 +1 位作者 杨柳 何德堃 《液晶与显示》 北大核心 2025年第3期457-471,共15页
为解决传统方法采用单一对象CNN模型的扩展性差、通用性低及计算成本高的问题,以及优化多目标方法的性能,本文提出一种面向多目标6D位姿估计的单阶段网络架构,设计一种多分支特征提取解码器,有效地捕捉并聚合细节特征。本文提出特征优... 为解决传统方法采用单一对象CNN模型的扩展性差、通用性低及计算成本高的问题,以及优化多目标方法的性能,本文提出一种面向多目标6D位姿估计的单阶段网络架构,设计一种多分支特征提取解码器,有效地捕捉并聚合细节特征。本文提出特征优化与筛选模块,该模块对输入特征进行筛选以提取多尺度特征。以上两者结合,设计一种新的特征金字塔结构,提升网络的整体性能,提升对遮挡情况的位姿估计效果。实验在合成数据集LINEMOD及Occluded LINEMOD上进行。结果显示,本文方法在处理遮挡物体场景时取得了较显著的提升,与PyraPose、SD-Pose和CASAPose等现有最先进方法相比,本文方法在ADD/S-Recall指标上分别提高了43.1%、16.1%和12%。在目标数量较少时表现更佳,目标数量为4个时,性能提升17%。消融实验进一步验证了各模块的有效性。本文提出的单阶段多目标网络架构通过引入多分支特征提取解码器、特征优化与筛选模块以及特征金字塔结构,仅需训练一个网络即可处理任意数量的目标,在合成数据条件下,可以更好地完成6D位姿估计。实验结果验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 6D位姿估计 多目标单阶段网络 多分支特征提取解码器 特征选择 合成数据
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面向弱纹理工件的6D位姿估计与机械臂抓取方法
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作者 万琴 宁顺兴 +5 位作者 钟杭 何勇 段小刚 王耀南 吴迪 沈学军 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1443-1452,共10页
针对复杂工业场景中机械臂难以对弱纹理工件进行有效抓取的问题,本文提出了一种面向弱纹理工件的6D位姿估计与机械臂抓取方法.首先,为提高弱纹理工件6D位姿估计的准确性,结合YOLOV5和PVN3D-Tiny提出了一种新的两阶段位姿估计算法(YOLO-P... 针对复杂工业场景中机械臂难以对弱纹理工件进行有效抓取的问题,本文提出了一种面向弱纹理工件的6D位姿估计与机械臂抓取方法.首先,为提高弱纹理工件6D位姿估计的准确性,结合YOLOV5和PVN3D-Tiny提出了一种新的两阶段位姿估计算法(YOLO-PVN3D);其次,采用七次多项式插值法规划机械臂运动轨迹,根据碰撞检测参数和运动学指标建立适应度函数,并通过遗传算法进行优化,以解决抓取过程中机械臂与障碍物产生碰撞的问题;然后,针对真实数据匮乏且容易造成模型过拟合的问题,采用了真实数据和合成数据相结合的方式制作了工业零件数据集POSE8K;最后,在公共数据集和自制数据集进行了对比实验,并在障碍物遮挡和光照变化场景下完成了真实机械臂抓取实验.经实验验证了所提方法具有较好的性能. 展开更多
关键词 深度学习 6D位姿估计 目标检测 轨迹规划 机械臂抓取
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GNSS拒止环境下基于共视图优化的无人机影像快速位姿估计与应急建图
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作者 辜第桢 杨耘 +5 位作者 赵波 李祖锋 郝国朴 陈世昌 杨成生 唐一亮 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第5期987-998,共12页
针对全球导航卫星系统(GNSS)拒止环境下无人机影像位姿估计效率低的问题,提出一种基于共视图优化的快速建图算法——NSG-VLAD算法。首先,利用尺度不变特征变换(SIFT)提取每张影像的特征,并利用局部聚合描述子向量(VLAD)算法将特征描述... 针对全球导航卫星系统(GNSS)拒止环境下无人机影像位姿估计效率低的问题,提出一种基于共视图优化的快速建图算法——NSG-VLAD算法。首先,利用尺度不变特征变换(SIFT)提取每张影像的特征,并利用局部聚合描述子向量(VLAD)算法将特征描述子聚合为全局特征向量;其次,利用基于图索引的近似最近邻搜索(ANNS)算法进行相似影像的检索;最后,对各个相似影像对构建共视图,并进行迭代匹配,从而提升影像特征匹配、影像位姿估计及应急场景建图的效率。在此基础上,利用NPU_FACTORY、NPU_PARK数据集以及3个自制数据集,将NSG-VLAD算法与具有代表性的Colmap开源软件和Metashape、Pix4Dmapper商业软件进行对比验证。结果表明:NSG-VLAD算法较Metashape商业软件重建速度提高了3倍,比Colmap开源软件快10倍以上,重投影误差优于Colmap开源软件和Metashape商业软件;在应急测绘任务下的三维点云建图速度高于同类方法至少2倍,验证了NSG-VLAD算法在地震灾害等GNSS拒止环境下的应急测绘中具有良好应用前景。 展开更多
关键词 无人机影像序列 应急场景 影像检索 共视图 特征匹配 位姿估计 运动恢复结构
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基于改进YOLOv7和点云配准的零件识别与位姿估计方法
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作者 张钊 王吉芳 +2 位作者 刘相权 郭凯旋 王凯 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期81-87,共7页
针对工业环境中常见的弱纹理堆叠零件的识别与位姿估计挑战,提出一种融合YOLOv7目标检测算法和点云配准技术的综合方法。首先,利用改进的YOLOv7算法快速识别并定位零件的二维位置,随后将包含零件的二维区域对齐深度图转换为对应的三维... 针对工业环境中常见的弱纹理堆叠零件的识别与位姿估计挑战,提出一种融合YOLOv7目标检测算法和点云配准技术的综合方法。首先,利用改进的YOLOv7算法快速识别并定位零件的二维位置,随后将包含零件的二维区域对齐深度图转换为对应的三维点云。在点云处理阶段,采用深度阈值分割和欧氏聚类分割方法以分离目标零件与背景及其他干扰物体。位姿估计环节采用SAC-IA算法进行粗配准,接着通过引入自适应权重机制和全局优化策略的改进ICP算法实现精配准,以获得零件的最终6D位姿。该改进策略显著优化了点对选择和配准流程,增强了算法的鲁棒性和准确性。在公开的零件数据集上进行实验验证,结果表明:提出的零件识别与位姿估计方法能够实现对不同形状、弱纹理、散乱堆叠零件的快速、准确识别和位姿估计,其中位置误差在1 mm以内,角度误差在1°以内,满足实际应用需求,展示了其在工业自动化领域的实用性和有效性。 展开更多
关键词 弱纹理堆叠零件 零件识别 位姿估计 深度学习
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基于双目结构光周视扫描的3D件三维重构与位姿估计研究 被引量:3
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作者 程瑶 吴哲滔 +3 位作者 石肖伊 龚奥 许文斌 唐清涛 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期337-347,共11页
为实现对3D打印件检测与控制,提高打印件打印精度,完成了3D件的三维重构以及位姿估计研究。系统基于双目结构光的周视扫描视觉检测原理,采用双目结构光照明方式,以双色相机周视扫描成像模式,通过对不同位置彩色及红外场景、双目视觉及... 为实现对3D打印件检测与控制,提高打印件打印精度,完成了3D件的三维重构以及位姿估计研究。系统基于双目结构光的周视扫描视觉检测原理,采用双目结构光照明方式,以双色相机周视扫描成像模式,通过对不同位置彩色及红外场景、双目视觉及散斑结构光深度信息等,实现图像获取及视觉标定,完成图像融合、点云着色、多帧点云配准融合、分割等图像处理及分析,实现重构对象场景点云重构。采用基于EPNP和ICP算法的相机位姿估计方案,通过EPNP算法完成重构对象场景点云和单视角点云的粗配准,ICP算法完成重构对象场景点云和单视角点云的精配准得到目标的位姿估计。采用计算场景点云与标准点云的倒角距离评估3D打印件的三维重构精度,平均精度为0.675 mm;采用重投影的方法进行位姿估计的精度评估,平均精度为1.669 mm。通过系统研究,为3D件打印检测提供了较好的评价方法,为后续检测及控制3D件精度提供了较好的参考。 展开更多
关键词 机器视觉 三维重构 位姿估计 图像处理 EPNP ICP
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基于骨架点云配准的泊位飞机快速位姿估计算法 被引量:1
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作者 罗其俊 相承志 张红颖 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期156-164,共9页
利用激光雷达扫描的三维点云,准确快速地计算飞机位姿,是实现飞机自动泊位引导的关键。为此,提出一种基于骨架点云精确配准的快速目标位姿估计算法。首先,在飞机表面点云中,选取激光雷达视角下的机翼、发动机和机头等主要机体结构,构建... 利用激光雷达扫描的三维点云,准确快速地计算飞机位姿,是实现飞机自动泊位引导的关键。为此,提出一种基于骨架点云精确配准的快速目标位姿估计算法。首先,在飞机表面点云中,选取激光雷达视角下的机翼、发动机和机头等主要机体结构,构建飞机骨架点云,避免点云复杂结构导致的错误配准,并有效降低计算量。在飞机泊位时,建立基于飞机轴向的点云包围盒,以获取飞机初始位姿,并将其作为配准的约束条件,避免局部最优。然后,采用快速点特征描述的随机抽样一致性粗配准算法,校正飞机位姿,并设计基于双向KD-Tree的点面精配准算法,提高飞机位姿估计的精度。最后,通过泊位全过程飞机位姿估计的仿真实验,验证了算法性能。较Super-4PCS、MSKM-NDT和AA-ICP等典型算法,配准误差降低32.5%,处理速度提升34%。位姿估计的最大角度误差为2.0°,最大距离误差为0.125 m,单帧处理速度为0.37 s。实际的飞机位姿估计实验,也验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 点云配准 飞机泊 位姿估计 骨架点云 重叠区域
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基于运动概率筛选和加权位姿估计的鲁棒动态RGB-D SLAM
17
作者 于兴云 程向红 +1 位作者 刘丰宇 钟志伟 《电子测量技术》 北大核心 2025年第15期1-10,共10页
为减小动态物体对视觉SLAM的干扰,提出一种基于运动概率筛选和加权位姿估计的鲁棒动态RGB-D SLAM。首先,利用实例分割网络Yolact获取场景的语义信息,结合语义信息和深度信息对动态掩膜边界修复,根据先验运动概率的大小计算语义动态概率... 为减小动态物体对视觉SLAM的干扰,提出一种基于运动概率筛选和加权位姿估计的鲁棒动态RGB-D SLAM。首先,利用实例分割网络Yolact获取场景的语义信息,结合语义信息和深度信息对动态掩膜边界修复,根据先验运动概率的大小计算语义动态概率。然后,采用基于语义引导的方法,计算特征点的几何动态概率,将语义动态概率和几何动态概率及其置信度,通过加权融合的方式构造特征点的运动概率模型,并设计具有自适应概率阈值的特征点筛选策略。最后,在系统的位姿跟踪、局部地图优化、全局优化过程中,设计基于特征点运动概率的加权代价函数,以区分不同特征点对位姿优化的贡献。此外,在移除动态物体之后,对静态场景建立全局点云地图。公开数据集的实验结果表明,相较于ORB-SLAM2,所提算法在TUM RGB-D和Bonn数据集上的绝对轨迹误差的均方根误差分别平均降低69.16%和91.94%;与其他先进的动态SLAM算法相比,所提算法的位姿估计精度和鲁棒性均有一定程度的提升。在真实场景实验中,相较于ORB-SLAM2、Dyna-SLAM,轨迹端点漂移误差分别平均降低52.20%、19.15%。 展开更多
关键词 RGB-D SLAM 动态物体 运动概率 加权位姿估计 全局点云地图
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复杂光照条件下基于鲁棒特征点提取的卫星帆板相对位姿估计
18
作者 况亦晗 李冠壹 +2 位作者 王正 常亮 曾丹 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期516-529,共14页
卫星帆板相对位姿估计是航天领域的核心技术,对于顺利开展在轨维护任务至关重要.然而,在太空复杂光照条件下,受限于非均匀光照成像和边缘纹理干扰,帆板特征点难以准确获取,从而影响相对位姿精度.因此,提出一种复杂光照条件下基于鲁棒特... 卫星帆板相对位姿估计是航天领域的核心技术,对于顺利开展在轨维护任务至关重要.然而,在太空复杂光照条件下,受限于非均匀光照成像和边缘纹理干扰,帆板特征点难以准确获取,从而影响相对位姿精度.因此,提出一种复杂光照条件下基于鲁棒特征点提取的卫星帆板相对位姿估计方法.首先,采用轻量化多尺度边缘引导网络精准分割帆板区域;随后,对预处理的分割结果进行边缘直线拟合和交点计算,实现特征点的有效提取;最后,利用相邻帧信息进行点对匹配,获取帆板的相对位姿参数.实验结果表明,在复杂光照条件下,所提出方法能够有效满足在相机从60 m至15 m的动态抵近过程中,帆板相对姿态误差始终保持在2°以内,相对位置误差由0.38 m逐步减小至0.04 m,具有较高的精度和鲁棒性. 展开更多
关键词 图像分割 特征点提取 卫星帆板 位姿估计
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基于改进DenseFusion的卫星6D位姿估计方法
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作者 王金聪 杨海峰 +2 位作者 宋文龙 汤普然 于志超 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期161-168,共8页
针对目前在空间环境中光照强烈变化和空间背景复杂多变,以及卫星表面纹理特征稀缺情况下无法准确估计卫星在相机坐标系中的位置和姿态的问题,提出一种结合部分卷积(Partial Convolution,PConv)和大核注意力(large kernel attention,LKA... 针对目前在空间环境中光照强烈变化和空间背景复杂多变,以及卫星表面纹理特征稀缺情况下无法准确估计卫星在相机坐标系中的位置和姿态的问题,提出一种结合部分卷积(Partial Convolution,PConv)和大核注意力(large kernel attention,LKA)的卫星6D位姿估计方法。该方法以DenseFusion网络作为基础框架,首先改进了基于Blender的渲染数据集制作方法并制作了卫星位姿估计仿真数据集;其次,在特征提取网络的编码部分融入部分卷积模块降低对光照变化和背景噪声的敏感性;最后,为了获取不同尺度下纹理特征较弱卫星的特征图,设计一种金字塔场景解析网络LKA-PSPNet(Large Kernel Attention Pyramid Scene Parsing Network)实验结果表明,该算法在LineMod公共数据集和自制卫星仿真数据集上ADD-(S)指标分别达到97.6%和89.2%,与改进前相比,分别提升3.3个百分点和2.9个百分点,验证了改进算法的有效性。 展开更多
关键词 6D位姿估计 航天器智能 深度学习 仿真数据集 空间目标
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结构化约束增强的6D物体位姿估计
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作者 王立春 杨超 付芳玉 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第2期173-182,共10页
针对基于投票策略的6D物体位姿估计方法忽略了关键点间结构信息的问题,提出结构化约束增强的6D物体位姿估计方法——SC-Pose。该方法定义了一种用于描述物体2D关键点间结构化信息的形状描述符,通过增加关键点结构化损失约束形状描述符... 针对基于投票策略的6D物体位姿估计方法忽略了关键点间结构信息的问题,提出结构化约束增强的6D物体位姿估计方法——SC-Pose。该方法定义了一种用于描述物体2D关键点间结构化信息的形状描述符,通过增加关键点结构化损失约束形状描述符的预测值与真值相近,从而使2D关键点的定位更加准确,提升了6D物体位姿估计的精度。在LINEMOD、OCC-LINEMOD和TruncationLINEMOD数据集上进行了实验,结果表明,SC-Pose可以明显提升6D物体位姿估计的性能。 展开更多
关键词 6D物体位姿估计 向量场 投票策略 结构化损失 抓取交互 深度网络
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