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振动干扰下非合作目标双目位姿测量方法 被引量：1
1
作者 胡宜洋 梁顺坤 +1 位作者 关棒磊 尚洋 《中国测试》 北大核心 2025年第2期132-139,共8页
在振动干扰、高温等试验环境中,传统双目位姿测量方法面临着相机参数实时变化、待测目标无法使用合作标志等挑战,难以实现对目标位姿的高精度测量。为了克服上述难题,该文提出了振动干扰下非合作目标双目位姿测量方法,该方法通过双目自... 在振动干扰、高温等试验环境中,传统双目位姿测量方法面临着相机参数实时变化、待测目标无法使用合作标志等挑战,难以实现对目标位姿的高精度测量。为了克服上述难题,该文提出了振动干扰下非合作目标双目位姿测量方法,该方法通过双目自标定实时求解相机内外参数,进而采用待测目标的结构特征来测量非合作目标位姿运动。首先,利用场景特征在每次测量前进行实时双目相机自标定,以确保测量准度不会受到双目相机参数变化的影响;然后,提取非合作目标的结构特征来衡量其运动,通过双目交会恢复待测目标运动前后的点云数据;最后,通过点云配准比较目标运动前后三维点云的变化,从而准确估计目标运动参数。实验结果表明,在振动干扰下同时进行位移和旋转实验,位移测量相对误差低于7%,转角测量相对误差低于12%。因此该方法能有效提高相机参数实时变化和合作标志缺乏等条件下的目标位姿测量精度和鲁棒性,可应用于振动、高温等复杂试验环境下的目标位姿测量。 展开更多
关键词 振动环境 双目视觉 非合作目标 自标定 位姿测量
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基于长度角度并行传感的多目标位姿测量
2
作者 杨朔 韩野 +4 位作者 杨凌辉 吴腾飞 史慎东 董文博 邾继贵 《光学精密工程》 北大核心 2025年第5期728-740,共13页
大尺寸空间精密位姿测量技术是航空、航天、船舶、射电望远镜等高端装备实现自动化、高精度装配制造的关键支撑技术。针对传统方法无法同时兼顾测量效率与测量精度的问题,提出了一种长度角度并行传感的多目标位姿测量方法。通过光电扫... 大尺寸空间精密位姿测量技术是航空、航天、船舶、射电望远镜等高端装备实现自动化、高精度装配制造的关键支撑技术。针对传统方法无法同时兼顾测量效率与测量精度的问题,提出了一种长度角度并行传感的多目标位姿测量方法。通过光电扫描测角实现空间多目标的自主识别并提供高精度角度约束,同时利用高动态光束偏转机构引导绝对测距光束,主动实施逐点扫描测距,从而实现长度、角度并行测量。然后,设计了一种集成化位姿测量合作靶标,构建了长度角度加权融合的精确位姿测量模型。最后,提出了系统参数的高精度快速标定方法,详细分析了位姿测量方法的测量不确定度,并研究了合作靶标相对测量基站的位置、姿态与位姿测量精度之间的关系。通过实验验证了该方法的可行性和测量精度,实验结果表明:与激光跟踪仪进行精度对比,该方法的位置、姿态测量准确度分别优于0.131 mm和0.041°,测量重复性分别优于0.034 mm和0.018°,多目标测量过程中平均每个目标耗时0.9 s。该方法同时具有较高的多目标位姿测量效率与测量精度。 展开更多
关键词 位姿测量 大尺寸测量 光电扫描 绝对测距 多目标
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并联机器人非接触式大量程位姿测量系统
3
作者 王艺 秦超 徐振邦 《电子测量技术》 北大核心 2025年第9期1-8,共8页
为满足并联机器人动平台大行程六自由度位姿的非接触式同步测量需求,首先提出了一种由激光器和视觉组件构成的位姿测量系统。该系统通过图像处理技术输出探测面上光斑的二维坐标,利用激光器和视觉组件的配合,实现了并联机器人动平台位... 为满足并联机器人动平台大行程六自由度位姿的非接触式同步测量需求,首先提出了一种由激光器和视觉组件构成的位姿测量系统。该系统通过图像处理技术输出探测面上光斑的二维坐标,利用激光器和视觉组件的配合,实现了并联机器人动平台位姿的精确测量。接着研究了测量系统的解算方法,基于解析几何方法推导了被测目标的位姿。最后,利用高精度并联机器人进行实验测试,结果表明该系统的位置测量均方根误差低于0.1 mm,姿态测量均方根误差低于0.07°,位置测量和姿态测量的平均相对误差分别为0.76%和2.56%。该研究为非接触式大量程位姿测量提供了一种新颖有效的解决方案,在机器人运动控制、精密制造和科学实验等领域具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 六自由度位姿测量 并联机器人 非接触式 大量程
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空间磁颗粒位姿测量系统与传感器标定研究
4
作者 赵云琨 孔明 +2 位作者 刘璐 陈江楠 李江杰 《中国测试》 北大核心 2025年第4期109-115,共7页
为提高空间磁颗粒位姿测量系统精度,提出三轴磁传感器的标定方法和基于麻雀搜索算法(SSA)-LM算法的参数辨识算法(SSA-LM)。在分析三轴磁传感器误差产生机理的基础上建立误差模型,设计误差参数的计算方法。进行误差标定仿真实验,结果表明... 为提高空间磁颗粒位姿测量系统精度,提出三轴磁传感器的标定方法和基于麻雀搜索算法(SSA)-LM算法的参数辨识算法(SSA-LM)。在分析三轴磁传感器误差产生机理的基础上建立误差模型,设计误差参数的计算方法。进行误差标定仿真实验,结果表明SSA-LM结合搜索算法求解误差参数具有较高的准确性,校正后的各轴磁场与理想磁场的平均绝对误差降低到1.1×10^(–9)nT以下。搭建试验台进行实验研究,结果表明该方法能够准确有效地标定校正三轴磁传感器的误差,并且标定后的磁颗粒位姿测量系统的平均定位误差减小0.52 mm,平均定向误差减小0.82°。 展开更多
关键词 磁定位 空间位姿测量 传感器标定校正 SSA-LM算法
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基于序列帧图像的无人机视觉着陆相对位姿测量方法
5
作者 尚克军 魏永树 +2 位作者 扈光锋 徐策 明丽 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期455-461,共7页
卫星拒止条件下无人机与机场跑道的相对位姿信息的精确测量是无人机实现重复使用的关键。视觉相对位姿测量以其自主性、精度高的优势,为无人机自主着陆提供有效技术途径。但在实际工程应用中,基于单帧图像提取的跑道视觉特征进行跑道相... 卫星拒止条件下无人机与机场跑道的相对位姿信息的精确测量是无人机实现重复使用的关键。视觉相对位姿测量以其自主性、精度高的优势,为无人机自主着陆提供有效技术途径。但在实际工程应用中,基于单帧图像提取的跑道视觉特征进行跑道相对位姿测量时,精度及鲁棒性易受环境变化、成图质量等因素影响。针对该问题,提出了一种基于序列帧图像的无人机自主着陆相对位姿测量方法。在单帧图像跑道关键特征提取的基础上,通过连续多帧图像建立序列历史帧与当前帧的单应关系,将序列历史帧图像提取结果映射到当前帧图像上,继而通过优化算法获得稳定准确的跑道特征,最终基于点线综合特征解算无人机相对机场跑道的位置与姿态。机载飞行数据离线仿真结果表明,所提方法前向相对位置测量精度平均提升10%,且在1000~0 m阶段实现米级侧向和垂向相对位置的连续可靠测量,有效提升了无人机着陆相对位姿测量算法的鲁棒性与精度。 展开更多
关键词 无人机视觉着陆 序列帧 单应关系 相对位姿测量
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一维光学位置传感器融合的非接触多自由度位姿测量系统 被引量：1
6
作者 莫嘉嗣 陈健欢 +3 位作者 温远航 梁杰俊 陈秋烁 闫国琦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期344-356,共13页
为实现机器人末端位姿多自由度实时测量反馈,融合一维光学位置传感器(Position Sensitive Detector,PSD)建立了平面3自由度非接触测量系统,对其测量原理,信号处理电路,环境光干扰去除和非线性标定算法等进行研究。根据PSD传感器测量特... 为实现机器人末端位姿多自由度实时测量反馈,融合一维光学位置传感器(Position Sensitive Detector,PSD)建立了平面3自由度非接触测量系统,对其测量原理,信号处理电路,环境光干扰去除和非线性标定算法等进行研究。根据PSD传感器测量特性和平面3自由度测量要求设计了4-PSD测量系统,并建立测量系统数学模型。研究了PSD传感器的信号处理电路,通过运放和除法器实现了单个PSD的信号处理,结合单片机与A/DC采样电路,实现了上位机的高频率信号采集。对4-PSD测量系统进行预实验,为消除环境光干扰,通过激光调制和数字滤波等方法进行验证。最后,通过激光位移传感器标定4-PSD测量系统,介绍了4-PSD的标定步骤(原点、转角、长度和二阶非线性标定),测定了系统标定后的误差分布。该测量系统具有较高的测量频率(50 Hz)。标定实验结果表明:标定后的4-PSD测量系统在70 mm×70 mm内,测量精度平均为0.49 mm,比标定前降低了90%的误差,能满足大部分高速、高精度机器人末端的非接触式实时测量反馈需求。 展开更多
关键词 光学位置传感器 位姿测量 实时反馈 测量标定
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面向空间目标近距离操作的相对位姿测量系统设计
7
作者 庄海孝 石伟 +5 位作者 罗毓芳 张强 王瑶 吴茹菲 冯聪 李怀锋 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期22-28,共7页
面向空间近距离操作的相对位姿测量系统(RPS)是对目标进行距离测量、位姿测量、三维重构及光学成像的有效方式。针对高精度一体化位姿测量需求,文章提出了融合激光雷达测距的单目视觉位姿测量系统,可同时具备目标距离、方位测量及三维... 面向空间近距离操作的相对位姿测量系统(RPS)是对目标进行距离测量、位姿测量、三维重构及光学成像的有效方式。针对高精度一体化位姿测量需求,文章提出了融合激光雷达测距的单目视觉位姿测量系统,可同时具备目标距离、方位测量及三维成像等能力。经过在轨应用验证,结果表明:方位测角精度和位姿测量精度等关键指标均优于预期值,该系统主要功能性能可满足空间操作实际应用需求,可以为未来空间机动平台的目标测量系统研制提供参考。 展开更多
关键词 空间近距离操作 位姿测量 单目视觉
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空间最优投影平面的斜口圆截面管路端头位姿测量 被引量：1
8
作者 尚国威 梁晋 +2 位作者 李磊刚 牌文延 赵贵中 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期95-110,共16页
船舶、飞机等发动机为减小体积,采用斜口管路焊接代替弯头连接,管路系统中端头位姿是焊接对齐的前提。针对斜口管路端头位姿的高效高精度测量难题,提出了一种通过重建管路轴线以及管路端面进行端头位姿精确测量的方法。通过获取种子圆... 船舶、飞机等发动机为减小体积,采用斜口管路焊接代替弯头连接,管路系统中端头位姿是焊接对齐的前提。针对斜口管路端头位姿的高效高精度测量难题,提出了一种通过重建管路轴线以及管路端面进行端头位姿精确测量的方法。通过获取种子圆柱并设计非线性寻优算法提高圆柱拟合精度,通过高精度种子圆柱扩散重建得到管路轴线。通过双曲率阈值搜索方法对管路边缘进行搜索,得到管路端面边缘点整像素坐标。通过对端面提取得到的整像素坐标进行椭圆拟合结合射线求交方法求解端面边缘亚像素坐标,从而避免插值方法计算亚像素坐标受环境光源影响大的问题。最后,使用逐点最小二乘法重建空间投影平面并在平面上得到残差最小空间椭圆,空间椭圆中心即为管路端点,该投影平面即为端面所在平面,实现了对端头位姿的精确测量。实验结果表明,该方法的测量精度达到0.05 mm,角度测量误差小于0.1°,基本满足斜口管路端头的位姿测量精度要求,对管路的装配具有良好的指导意义。 展开更多
关键词 空间投影平面 管路 端头位姿测量 端面重建
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基于视觉的软体机器人位姿测量与控制 被引量：2
9
作者 张俊 胡俊峰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期39-47,共9页
气动软体机器人具有良好的灵活性和安全性,适合在非结构化的复杂环境中执行任务。因为很难在软体机器人上安装传感器来直接测量形状和位姿,故难以实现精确的位置控制,其运动精度一般远低于传统刚性机器人。针对上述问题,提出了一种基于... 气动软体机器人具有良好的灵活性和安全性,适合在非结构化的复杂环境中执行任务。因为很难在软体机器人上安装传感器来直接测量形状和位姿,故难以实现精确的位置控制,其运动精度一般远低于传统刚性机器人。针对上述问题,提出了一种基于视觉的软体机器人形状重建、位姿测量以及逆运动学控制的方法。实验结果表明,采用该方法的软体机器人末端执行器位置的均方根误差小于6 mm,测量关键点位置误差小于2.80 mm,整体形状的位置偏差为1.67 mm,弯曲角度、偏转角度平均误差分别为3.6°和3.4°,控制到达期望位置和角度的最大误差分别为3.47 mm和0.24°。实验结果表明所提出的位姿测量和控制方法对提高软体机器人的运动精度和工作能力有很大的作用。 展开更多
关键词 气动软体机器人 形状重建 位姿测量 逆运动学控制
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基于多传感器融合的轨检车构架位姿测量方法 被引量：3
10
作者 张欣 韩志 +2 位作者 陈春雷 罗哉 江文松 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期18-23,共6页
针对轨道检查车构架运动会影响轨道几何检测系统测量精度的问题,提出一种基于多传感器融合的构架位姿测量方法。该方法利用加速度传感器和双轴倾角传感器采集构架位姿原始信号,通过构架中心位姿解算方法将多个传感器采集的原始信号进行... 针对轨道检查车构架运动会影响轨道几何检测系统测量精度的问题,提出一种基于多传感器融合的构架位姿测量方法。该方法利用加速度传感器和双轴倾角传感器采集构架位姿原始信号,通过构架中心位姿解算方法将多个传感器采集的原始信号进行融合解算,获取构架几何中心位姿。为了验证其准确性和适应性,利用该方法分别在实验室和国家铁道试验中心标定试验线上进行了验证试验和在轨试验,结果表明,以第95%分位数作为评估标准,该方法测量的构架中心横向、垂向位移、侧滚角和摇头角与标准值的误差分别小于0.88 mm、0.44 mm、0.07°、0.04°,该方法与轨检系统测得数据的差异分别小于0.99 mm、0.73 mm、0.08°。构架位姿测量方法可以准确测量轨检车构架位姿,运用于运营车辆,可辅助判别轨道病害,提高轨道检测效率。 展开更多
关键词 位姿测量 轨检车构架 多传感器融合 轨道几何不平顺
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基于视觉的并联机床位姿测量研究
11
作者 张天虎 钟建琳 +1 位作者 彭宝营 王鹏家 《机床与液压》 北大核心 2024年第16期68-73,共6页
为准确测量并联机床的位姿,提高并联机床的运动精度,提出一种基于视觉的位姿测量方法用于并联机构的末端位姿检测。采用Femto深度相机作为测量设备搭建测量平台,并用棋盘格标定板和MATLAB对相机进行标定;将标靶置于动平台进行位姿采集,... 为准确测量并联机床的位姿,提高并联机床的运动精度,提出一种基于视觉的位姿测量方法用于并联机构的末端位姿检测。采用Femto深度相机作为测量设备搭建测量平台,并用棋盘格标定板和MATLAB对相机进行标定;将标靶置于动平台进行位姿采集,利用点云库对采集后的数据进行过滤和提取;最后,将计算出的实际位姿与输入位姿进行实验比较。结果表明:X、Y、Z轴的最大误差分别为0.071、0.047、0.394 mm,绕X、Y、Z轴旋转的最大误差分别为0.09°、0.09°、0.14°,满足精度要求,证明了此方法的有效性。此方法操作高效便捷、成本低廉,在保证高检测精度的同时,可为位姿测量和后续标定实验提供新思路。 展开更多
关键词 并联机床 点云处理 Femto深度相机 位姿测量
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柱塞气举工艺下基于重力观测的MEMS全姿态位姿测量系统 被引量：1
12
作者 邱晓宁 武泰安 +3 位作者 冯金双 许春晖 吴杰 鲍作帆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期266-272,共7页
为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高... 为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高位姿测量精度;其次,考虑到柱塞垂直运动过程中俯仰翻转时无解的问题,设计了全姿态解算算法。最后,对所设计的位姿测量系统进行了实物实验。实验结果表明:所设计的位姿测量系统进行作业时,水平姿态精度不大于0.05°、航向漂移小于0.5°/h、短时位置精度不大于0.8 m,验证了该系统可解决柱塞目前存在的小体积自主高精度位姿测量难题。 展开更多
关键词 柱塞气举 微机电系统 位姿测量 重力观测
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非合作航天器的相对位姿测量 被引量：32
13
作者 徐文福 刘宇 +2 位作者 梁斌 李成 强文义 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1570-1581,共12页
为了解决在轨维护和轨道垃圾清除中非合作目标的识别问题,提出了基于立体视觉的位姿(位置和姿态)测量方法。采用中值滤波器对原始图像进行平滑,去除星空背景干扰和其它噪声;将Canny边沿检测器用于对平滑后的图像进行检测,得到包含边沿... 为了解决在轨维护和轨道垃圾清除中非合作目标的识别问题,提出了基于立体视觉的位姿(位置和姿态)测量方法。采用中值滤波器对原始图像进行平滑,去除星空背景干扰和其它噪声;将Canny边沿检测器用于对平滑后的图像进行检测,得到包含边沿信息的二值图像。然后,对该二值图像进行Hough变换,提取待识别对象的直线特征,并计算直线间的交点。最后,对所提取的左、右相机图像的点特征进行3D重构,得到各点在世界坐标系中的坐标,并据此建立目标坐标系,求出其相对于世界坐标系的位置和姿态。仿真结果表明,对于较远距离(>2.5m),位置测量精度优于40mm,而近距离内(<2.0m)优于10mm,相对姿态精度优于2°,基本满足对非合作目标进行跟踪、接近、绕飞等位姿测量要求。 展开更多
关键词 非合作目标 立体视觉 位姿测量 交会对接
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基于位姿测量与煤层DEM的采煤机滚筒自动调高方法 被引量：26
14
作者 刘鹏 孟磊 +2 位作者 王勃 王世博 张申 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期470-475,共6页
针对现有滚筒调高方法存在的问题,提出了一种综合利用地球物理探测、地学信息建模和位姿测量技术的自动调高方法,通过震波CT(Computerized Tomography)探查工作面内各点煤厚变化,结合地质测量巷道钻孔探测的煤厚值,建立波速煤厚统计模... 针对现有滚筒调高方法存在的问题,提出了一种综合利用地球物理探测、地学信息建模和位姿测量技术的自动调高方法,通过震波CT(Computerized Tomography)探查工作面内各点煤厚变化,结合地质测量巷道钻孔探测的煤厚值,建立波速煤厚统计模型以准确计算工作面内煤厚值,而后利用地学信息建模构建煤层顶底板DEM(Digital Elevation Model),结合基于位姿传感系统测量的采煤机姿态,定位滚筒截割边界点,再采用空间分析函数对DEM和边界点进行叠置分析,计算滚筒调高量值,最后传输至采煤机控制系统,完成自动调高。以山西某煤矿为例进行了应用,结果表明,该调高方法具有简单、易行、稳定的优点,且实时性和精确度都能较好地满足现场需求。 展开更多
关键词 位姿测量 DEM 采煤机滚筒 自动调高 震波CT
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基于单目视觉和激光测距仪的位姿测量算法 被引量：44
15
作者 高学海 徐科军 +1 位作者 张瀚 刘晓丽 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1479-1485,共7页
基于单目手眼相机和激光测距仪,提出了一种尺寸未知的空间矩形平面的位姿测量算法。该算法不需要知道矩形平面的4个顶点的物体坐标,只需要知道它们的图像坐标、激光点的图像坐标和激光测距结果,就能够计算出尺寸未知空间矩形平面在相机... 基于单目手眼相机和激光测距仪,提出了一种尺寸未知的空间矩形平面的位姿测量算法。该算法不需要知道矩形平面的4个顶点的物体坐标,只需要知道它们的图像坐标、激光点的图像坐标和激光测距结果,就能够计算出尺寸未知空间矩形平面在相机坐标系下的位姿,并且计算出矩形平面的尺寸。通过建立单目手眼相机和激光测距仪的数学模型,对该算法进行了验证。实验结果表明,该算法是有效的,可以应用于机器人对空间物体的跟踪、定位以及抓取。 展开更多
关键词 位姿测量算法 单目手眼相机 激光测距 尺寸未知矩形
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一种并联机床运动平台位姿测量方法 被引量：20
16
作者 赵明扬 余晓流 +1 位作者 王启义 房立金 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1112-1113,共2页
提出一种采用附加测量机构直接测量并联机床运动平台位姿精度的方法。其基本思想是根据运动平台的运动特性在固定平台和运动平台之间增设附加测量机构，当运动平台运动时带动测量机构运动，通过安装在测量机构上的传感器测得广义坐标参... 提出一种采用附加测量机构直接测量并联机床运动平台位姿精度的方法。其基本思想是根据运动平台的运动特性在固定平台和运动平台之间增设附加测量机构，当运动平台运动时带动测量机构运动，通过安装在测量机构上的传感器测得广义坐标参量， 经运动学建模即可得到运动平台的位姿。当测量机构位姿正解求解速度满足实时控制要求时，利用该反馈信息对机床进行实时精度补偿和控制。基于上述思想建立的并联机床位姿测量系统可部分排除机床切削力变形和运动副间隙等误差， 从而提高机床的位姿测量精度。以一种五坐标并联机床为例，介绍采用附加测量机构直接测量运动平台位姿精度的建模方法。其中， 测量机构的综合十分重要。测量机构的组成决定了运动学模型的复杂程度， 即决定了运动学模型的计算效率。 展开更多
关键词 并联机床 运动平台 位姿测量 广义坐标参量
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单目视觉位姿测量的线性求解 被引量：45
17
作者 王鹏 孙长库 张子淼 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1126-1131,共6页
利用定位特征点在图像中的坐标求解空间位姿算法是单目视觉位姿测量技术中的关键。针对这个问题,在距离因子的基础上建立了非线性的位姿测量模型。利用代数变换方法将非线性测量模型转化成线性非齐次方程组。根据代数变换过程中变量之... 利用定位特征点在图像中的坐标求解空间位姿算法是单目视觉位姿测量技术中的关键。针对这个问题,在距离因子的基础上建立了非线性的位姿测量模型。利用代数变换方法将非线性测量模型转化成线性非齐次方程组。根据代数变换过程中变量之间的相互关系,建立方程组通解之间的乘积关系方程组。再次利用代数变换对乘积关系进行线性变换,并利用P4P问题中共面特征点姿态测量唯一解的特性,实现位姿测量的线性求解。通过数值仿真和实际测量两个试验对该位姿测量算法进行了精度验证,试验数据表明该方法可以有效抑制图像噪声干扰,提高位姿测量的精度。 展开更多
关键词 位姿测量 线性求解 P4P 共面点
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一种基于圆特征的单目视觉位姿测量算法的改进 被引量：17
18
作者 张磊 徐科军 +1 位作者 赵锐 梁利平 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1669-1673,共5页
文章改进了针对圆特征的单目视觉测量算法,加入激光测距仪信息,解决了2组解的判定问题;当空间圆半径未知时,基于一幅图像就可以测量出圆的全部位姿信息,与原算法需要控制相机运动,拍摄2幅图像计算相比,更加方便和快捷;建立了具体的计算... 文章改进了针对圆特征的单目视觉测量算法,加入激光测距仪信息,解决了2组解的判定问题;当空间圆半径未知时,基于一幅图像就可以测量出圆的全部位姿信息,与原算法需要控制相机运动,拍摄2幅图像计算相比,更加方便和快捷;建立了具体的计算模型,进行了数值仿真,仿真实验结果表明,改进算法是有效的,可以用于机器人定位、空间交会对接和捕获等方面。 展开更多
关键词 位姿测量 单目视觉 激光测距仪 圆特征
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基于彩色图像的高速目标单目位姿测量方法 被引量：9
19
作者 刘巍 陈玲 +2 位作者 马鑫 李肖 贾振元 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期675-682,共8页
针对风洞分离实验对于视觉测量系统的高精度、大视场、高速的测量要求,提出一种基于单目摄像机的风洞运动目标位姿测量方法。该方法利用单目摄像机进行运动目标位姿信息测量,相比于双目测量方法具有设备简单、视场大的优点。首先提出一... 针对风洞分离实验对于视觉测量系统的高精度、大视场、高速的测量要求,提出一种基于单目摄像机的风洞运动目标位姿测量方法。该方法利用单目摄像机进行运动目标位姿信息测量,相比于双目测量方法具有设备简单、视场大的优点。首先提出一种基于靶标特征点相互约束关系的参数优化方法,采用复合式靶标实现摄像机的快速高精度标定;针对目标运动图像处理,提出一种基于图像差叠法和标记点位置估计的图像快速分割与目标定位方法,实现图像特征的快速准确定位;针对单目测量要求及目标运动特性,提出一种基于方向估计标记点布局方式,实现合作标记点的快速识别和提取;最后利用单目视觉原理求解运动目标的位置和姿态信息,通过实验室模拟实验完成了测量系统的精度验证,在1 m×1 m视场范围内,其位移测量精度可达到0.19 mm,俯仰和偏航角测量精度可达到0.18°。 展开更多
关键词 单目视觉 位姿测量 风洞实验 图像处理 高速目标
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二维合作目标的单相机空间位姿测量方法 被引量：27
20
作者 王向军 曹雨 周凯 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期274-280,共7页
针对空间交会对接的近距离位姿测量要求,提出了一种基于单目视觉的二维合作目标位姿解算算法。为方便空中移动平台的调整以满足特定的位姿关系,引入了一种新的姿态角定义方法,此方法定义的三个姿态角可以作为平台姿态调整的反馈量且不... 针对空间交会对接的近距离位姿测量要求,提出了一种基于单目视觉的二维合作目标位姿解算算法。为方便空中移动平台的调整以满足特定的位姿关系,引入了一种新的姿态角定义方法,此方法定义的三个姿态角可以作为平台姿态调整的反馈量且不受旋转顺序的限制。平面模型相对于相机坐标系的三个姿态角和位置向量可通过平面单应矩阵直接导出。在测量实验中,算法基于DSP平台实现,合作目标由4个共面LED光源构成,测量值基准由高精度倾角传感器和全站仪获得。对空间位置变化范围为2m×2m,姿态角变化范围为-30°~30°的目标平面进行测量,结果表明,本算法可实现0.88%的相对位置定位误差和最大为0.996°的姿态角测量误差,且单帧算法的解算速度仅为0.25ms。 展开更多
关键词 单目视觉 二维合作目标 位姿测量 空间交会对接
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