收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于双目三维点云重构的空间目标位姿解算方法

陈佳琦  
【摘要】:随着人们对空间探索活动的日益增多,故障航天器在轨服务等空间活动已成为航天技术发展需要面对和解决的重要课题,而空间目标位姿测量技术是解决这些问题的关键因素,因此,对空间目标近距离位姿测量的研究就显得尤为重要。本文以空间目标为研究对象,通过查阅国内外对于非合作目标的在轨服务以及空间目标视觉测量技术的研究现状,并对现阶段存在的位姿解算方法进行对比分析之后,提出了一种基于双目视觉的空间目标位姿解算方法。该方法首先应用双目视觉系统测量原理对空间目标进行三维点云重构,其中涉及了基于极几何理论的图像校正与基于图像灰度的互相关归一化(NCC)立体匹配算法,然后应用基于经典迭代最近点(ICP)算法的点云配准方法对空间目标进行位姿解算。论文首先引入相机成像模型和像差校正模型,基于平面靶标相机标定法,通过使用Halcon标定工具箱对本课题所使用的双目系统进行标定,获得双目系统的内外参数。在三维点云重构方面,首先采用基于极几何理论的双目立体视觉图像校正方法对测量系统获取的空间目标图像进行校正,然后应用基于图像灰度的NCC立体匹配算法对校正之后的图像进行对应点匹配获得点云图像,再结合视差理论计算点云对应的空间三维坐标,得到目标的三维点云模型。在点云配准方面,采用了经典的点云配准两步法,即初始粗略配准和精确配准两步法。首先对由三维重构获得的目标点云和已知的参考点云利用主元分析法(PCA)进行初始粗略配准,使两点云大致重合;然后对初始配准之后的两点云应用改进的ICP算法进行精确配准得到空间目标体的位姿。为了验证空间目标位姿解算方法,利用3dsMax渲染设计软件模拟双目系统,获得用于三维点云重构的仿真图像,应用MVTec公司Halcon软件实现了空间目标的三维点云模型重构以及位姿解算,通过大量仿真实验,验证了算法设计的有效性和鲁棒性,在近距离观测阶段可获得较高精度的目标位姿解算结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王颖;吴峰;付国平;;基于散乱三维点云的缺陷检测和三维重构方法[J];应用光学;2016年03期
2 王赫;;基于ArcGIS的三维点云数据处理方法研究[J];硅谷;2015年02期
3 赵彦玲;王从军;;逆向工程三维点云数据后处理与模型的重建[J];十堰职业技术学院学报;2005年04期
4 肖巍峰;田鑫;李朝奎;陈奇;;利用连续变形技术的三维点云简化方法[J];遥感信息;2018年05期
5 于广州;;白噪声干扰下三维点云数据重建方法仿真[J];计算机仿真;2017年05期
6 才长帅;高其嘉;李娟;赵晓娜;李勇朝;;基于三维点云的机场道面指标检测研究[J];中国水运(下半月);2017年09期
7 秦红星;胡勇强;;基于区域生长的稠密三维点云重建方法[J];计算机工程与设计;2016年02期
8 周薇;马晓丹;张丽娇;郭彩玲;刘刚;;基于多源信息融合的果树冠层三维点云拼接方法研究[J];光学学报;2014年12期
9 孙凯明;石磊;甄海涛;;嵌入式三维点云数据采集与传输系统的设计[J];自动化技术与应用;2014年04期
10 王震;刘进;;基于激光影像的物体三维点云获取系统[J];城市勘测;2013年06期
11 王丽辉;罗晓玲;张娜;;三维点云模型的参数化方法[J];信息与电脑(理论版);2013年05期
12 郭玉珂;;基于纹理特征的三维点云数据配准算法研究[J];现代计算机(专业版);2012年30期
13 魏学礼;肖伯祥;郭新宇;陆声链;温维亮;吴升;;植物三维点云模型的处理应用[J];中国农村小康科技;2011年02期
14 王艳;袁峰;姜宏;陈伟;;基于三线阵CCD空间目标的高精度位姿解算[J];光学学报;2018年05期
15 李准;潘幸子;孙水发;李娜;;三维点云配准约束条件综述[J];微型机与应用;2016年23期
16 邱亚辉;;冷却塔倾斜监测三维点云数据分析[J];北京工业职业技术学院学报;2018年04期
17 杨子田;余张君;杨阳;;多松量模型三维点云数据标准化处理[J];北京服装学院学报(自然科学版);2017年03期
18 朱开波;;船舶电网系统三维点云数据聚类提取[J];舰船科学技术;2018年12期
19 段红娟;;简述三维点云处理技术的研究[J];电子技术与软件工程;2013年14期
20 葛宝臻;彭博;田庆国;;基于曲率图的三维点云数据配准[J];天津大学学报;2013年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈宝权;;Towards Building a Live Digital City through Laser Scanning[A];第四届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2009年
2 薛广月;付俊明;俞能杰;韩治刚;;基于改进粒子滤波的多传感器融合空间目标跟踪[A];空天资源的可持续发展——第一届中国空天安全会议论文集[C];2015年
3 马景然;张涛;宋靖雁;;一种基于图像的空间目标器模拟装置的姿态控制系统[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
4 刘海洋;陈勇;章兰英;;空间目标的红外成像仿真研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
5 薛高雄;廖瑛;杜鑫;;卫星对空间目标的凝视仿真[A];第18届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集(18th CCSSTA 2017)[C];2017年
6 徐震;邓敏;赵彬彬;刘启亮;;地图综合中空间目标信息传递模型研究[A];2009`中国地理信息产业论坛暨第二届教育论坛就业洽谈会论文集[C];2009年
7 刘卫;王荣兰;刘四清;龚建村;;空间环境与空间目标编目[A];空天资源的可持续发展——第一届中国空天安全会议论文集[C];2015年
8 张科科;傅丹鹰;周峰;和涛;;空间目标可见光相机探测能力理论计算方法研究[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集(上册)[C];2006年
9 刘宇;刘涛;何兵;林浩申;;空间目标无源定位方法研究[A];国家安全地球物理丛书(十二)——地球物理与信息感知[C];2016年
10 李春霞;姜元;陈新亮;龙腾;;空间目标高精度跟踪的加权最小二乘方法[A];第八届全国信号和智能信息处理与应用学术会议会刊[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王丽辉;三维点云数据处理的技术研究[D];北京交通大学;2011年
2 安毅;三维点云数据的几何特性估算与特征识别[D];大连理工大学;2011年
3 万国伟;面向建筑物的三维点云生成、增强和重建技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 黄智国;空间目标地基红外探测技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
5 王伟国;空间目标白天光电探测技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 袁振涛;空间目标普测型雷达信号检测与参数估计算法研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 杨焕宇;面向虚拟现实的三维点云数据处理关键技术研究[D];东华大学;2016年
8 彭键清;空间翻滚目标的位姿测量及其双臂捕获机器人的轨迹规划[D];哈尔滨工业大学;2018年
9 张霖;液压支架自主跟机关键技术研究[D];中国矿业大学;2017年
10 赵金涛;显微CT系统标定关键技术的研究[D];天津大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈佳琦;基于双目三维点云重构的空间目标位姿解算方法[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 王庆璨;三维点云数据配准算法研究[D];西安电子科技大学;2015年
3 唐绮雯;指静脉三维点云采集与信息提取研究[D];桂林电子科技大学;2018年
4 郝福龙;木材喷涂行业的工件三维点云数据检测系统研究[D];广东工业大学;2018年
5 刘杰;基于结构光的植物三维点云获取技术研究[D];西北农林科技大学;2017年
6 范昱伶;自适应分割与曲线驱动的三维点云重建方法研究[D];西北农林科技大学;2018年
7 杨欢;基于离散曲率分析的露天矿三维点云特征变化检测算法[D];东北大学;2015年
8 申志强;三维点云特征描述和识别重建技术研究[D];山东大学;2018年
9 杨浩;城市道路场景下基于稀疏三维点云的多运动目标实时追踪[D];哈尔滨工业大学;2018年
10 樊建崟;在城市道路场景下基于稀疏三维点云的目标识别[D];哈尔滨工业大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报专稿 林珊;美“太空之眼”开始布局[N];世界报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978