基于攝像測(cè)量的艦載姿態(tài)基準(zhǔn)快速傳遞方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-28 16:14
艦載機(jī)初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)決定著艦載機(jī)的戰(zhàn)斗效率和機(jī)載武器的命中率,一直都是各國(guó)研究重點(diǎn)。當(dāng)前常用的傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)無法調(diào)和計(jì)算量、對(duì)準(zhǔn)時(shí)間和對(duì)準(zhǔn)精度之間的矛盾,另一方面艦體的形變模型難以建立、桿臂效應(yīng)補(bǔ)償精度低,這些因素都極大的限制了傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。為解決這些問題,本文研究了基于攝像測(cè)量技術(shù)的艦載機(jī)初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù),整體分析了該方案的可行性,設(shè)計(jì)了合作標(biāo)志靶結(jié)構(gòu),研究了單級(jí)位姿估計(jì)算法和姿態(tài)傳遞結(jié)構(gòu)的標(biāo)定算法,搭建了基于攝像測(cè)量的慣導(dǎo)初始對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)并進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.整體研究了基于攝像測(cè)量的像機(jī)鏈路姿態(tài)傳遞原理。研究了該方法的傳遞原理,分析其可行性,并對(duì)多級(jí)姿態(tài)傳遞精度進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明:要保證5次姿態(tài)旋轉(zhuǎn)的誤差在1角分以內(nèi),單級(jí)傳遞誤差要在30角秒以內(nèi);2.研究了像機(jī)鏈路姿態(tài)傳遞涉及的標(biāo)靶技術(shù)。分析了當(dāng)前常用的圓點(diǎn)標(biāo)志、對(duì)角點(diǎn)以及十字叉絲的優(yōu)缺點(diǎn);同時(shí),在同等仿真條件下,對(duì)五種合作標(biāo)志靶結(jié)構(gòu)的位姿估計(jì)精度、標(biāo)志靶尺寸以及合作標(biāo)志數(shù)量進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明:在同等條件下,300mm立方體的相鄰兩個(gè)垂直平面,每個(gè)平面均勻分布25個(gè)合作標(biāo)志的結(jié)構(gòu),在精度、可觀測(cè)性以及方...
【文章來源】:國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
姿態(tài)基準(zhǔn)傳遞系統(tǒng)傳遞流程圖
圖 2.2 鏈路位姿基準(zhǔn)傳遞原理]Tz,1 表示點(diǎn) P 在 X 坐標(biāo)系下的表示, =0 1b bb a aaTR TM 姿態(tài)和位置變化,那么有:1 1= *C C AAP M P 2 2= *C C gGP M P C2 之間的變換關(guān)系為:2 2 11= *C C CCP M P 式可得待測(cè)目標(biāo)系 G 與基準(zhǔn)坐標(biāo)系 A 之間的變換關(guān)系2 -1 2 11= =G C C C A G AG C A AP M M M P M P :2 12 12 1 22 1 2 1 2=G G C CA C C AG G C C G C GA C C A C C CR R R RT R R T R T T GAT 為兩目標(biāo)自身坐標(biāo)系的變換關(guān)系;21CCR ,2CCT
國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院工程碩士學(xué)位論文法[53](也有文獻(xiàn)稱其為 LMH 算法[54])。OI 算法迭代次數(shù)少,計(jì)算精度高,魯棒性好,具有全局收斂能力,并可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線位姿估計(jì),是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的位姿估計(jì)算法。考慮 OI 算法滿足課題實(shí)現(xiàn)的基本要求,因而課題采用正交迭代算法進(jìn)行姿態(tài)傳遞。3.2 正交迭代算法如圖 3.1 所示,給出一組三維物點(diǎn) ( 1 2 )iP i = , , , n,其在物體參考坐標(biāo)系和攝像機(jī)參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo)分別為 P=(X ,Y,Z )Ti i i i和 p=( ,y ,z )Ti i i ix 。那么他們之間的關(guān)系為:p =RP ti i (3.1)式中1 2 3R =[r ,r ,r ]T T T T, t=[T ,T ,T ]Tx y z分別為旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大失準(zhǔn)角傳遞對(duì)準(zhǔn)桿臂效應(yīng)影響研究[J]. 丁國(guó)強(qiáng),馬軍霞,熊明,喬相偉. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(02)
[2]相機(jī)位姿估計(jì)的加速正交迭代算法[J]. 李鑫,龍古燦,劉進(jìn)博,張小虎,于起峰. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]艦載機(jī)慣導(dǎo)動(dòng)基座傳遞對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)系統(tǒng)技術(shù)研究[J]. 屈也頻,呂余海. 航空電子技術(shù). 2014(01)
[4]彈射中艦載機(jī)快速傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)[J]. 楊功流,王麗芬,袁二凱,蔡玲,喬立偉. 艦船科學(xué)技術(shù). 2014(03)
[5]一種新的艦載機(jī)慣導(dǎo)初始自對(duì)準(zhǔn)方法[J]. 王勇軍,徐景碩,李路蘋. 測(cè)控技術(shù). 2013(11)
[6]航母艦載機(jī)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)自主對(duì)準(zhǔn)算法流程研究[J]. 袁濤,曲志剛,徐景碩,劉美潔. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2013(02)
[7]大方位失準(zhǔn)角下艦載機(jī)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)[J]. 魏學(xué)通,高磊. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(05)
[8]單目視覺位姿測(cè)量的線性求解[J]. 王鵬,孫長(zhǎng)庫,張子淼. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(05)
[9]Relay camera videometrics based conversion method for unstable platform to static reference[J]. YU QiFeng1,4,SUN XiangYi1,4,JIANG GuangWen2,4,LIU XiaoLin3,ZHANG XiaoHu1,4, ZHOU Jian1,4 & SHANG Yang1,4 1 College of Aerospace and Materials Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;2 College of Optoelectronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;3 College of Mechatronic Engineering and Automation,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;4 Hunan Key Laboratory for Image Measurement and Vision Navigation,Changsha 410073,China. Science China(Technological Sciences). 2011(04)
[10]Pose-relay videometrics based ship deformation measurement system and sea trials[J]. JIANG GuangWen 1,FU SiHua 1,CHAO ZhiChao 1 & YU QiFeng *1,2 1 College of Optoelectronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;2 College of Aerospace and Material Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China. Chinese Science Bulletin. 2011(01)
博士論文
[1]線結(jié)構(gòu)光表面三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 陳天飛.大連海事大學(xué) 2013
[2]空間目標(biāo)的單目視覺位姿測(cè)量方法研究[D]. 夏軍營(yíng).國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)及誤差補(bǔ)償方法研究[D]. 吉宇人.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]攝像測(cè)量的溫度補(bǔ)償方法和位姿傳遞像機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究[D]. 晁志超.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[5]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)關(guān)鍵問題研究[D]. 丁國(guó)強(qiáng).哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]像機(jī)鏈位姿傳遞攝像測(cè)量方法及船體變形測(cè)量研究[D]. 姜廣文.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[7]基于視覺的空間目標(biāo)位置姿態(tài)測(cè)量方法研究[D]. 尚洋.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]艦載機(jī)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 王孔奮.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]大方位失準(zhǔn)角下艦載機(jī)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 胡丹.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[3]艦載機(jī)慣導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 王勇軍.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]艦載機(jī)慣導(dǎo)系統(tǒng)的動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 夏家和.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[5]慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)模型的可觀測(cè)性分析[D]. 孫國(guó)偉.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[6]基于DSP的短距離無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究[D]. 張俊龍.哈爾濱工程大學(xué) 2004
本文編號(hào):3254639
【文章來源】:國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
姿態(tài)基準(zhǔn)傳遞系統(tǒng)傳遞流程圖
圖 2.2 鏈路位姿基準(zhǔn)傳遞原理]Tz,1 表示點(diǎn) P 在 X 坐標(biāo)系下的表示, =0 1b bb a aaTR TM 姿態(tài)和位置變化,那么有:1 1= *C C AAP M P 2 2= *C C gGP M P C2 之間的變換關(guān)系為:2 2 11= *C C CCP M P 式可得待測(cè)目標(biāo)系 G 與基準(zhǔn)坐標(biāo)系 A 之間的變換關(guān)系2 -1 2 11= =G C C C A G AG C A AP M M M P M P :2 12 12 1 22 1 2 1 2=G G C CA C C AG G C C G C GA C C A C C CR R R RT R R T R T T GAT 為兩目標(biāo)自身坐標(biāo)系的變換關(guān)系;21CCR ,2CCT
國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院工程碩士學(xué)位論文法[53](也有文獻(xiàn)稱其為 LMH 算法[54])。OI 算法迭代次數(shù)少,計(jì)算精度高,魯棒性好,具有全局收斂能力,并可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線位姿估計(jì),是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的位姿估計(jì)算法。考慮 OI 算法滿足課題實(shí)現(xiàn)的基本要求,因而課題采用正交迭代算法進(jìn)行姿態(tài)傳遞。3.2 正交迭代算法如圖 3.1 所示,給出一組三維物點(diǎn) ( 1 2 )iP i = , , , n,其在物體參考坐標(biāo)系和攝像機(jī)參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo)分別為 P=(X ,Y,Z )Ti i i i和 p=( ,y ,z )Ti i i ix 。那么他們之間的關(guān)系為:p =RP ti i (3.1)式中1 2 3R =[r ,r ,r ]T T T T, t=[T ,T ,T ]Tx y z分別為旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大失準(zhǔn)角傳遞對(duì)準(zhǔn)桿臂效應(yīng)影響研究[J]. 丁國(guó)強(qiáng),馬軍霞,熊明,喬相偉. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(02)
[2]相機(jī)位姿估計(jì)的加速正交迭代算法[J]. 李鑫,龍古燦,劉進(jìn)博,張小虎,于起峰. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]艦載機(jī)慣導(dǎo)動(dòng)基座傳遞對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)系統(tǒng)技術(shù)研究[J]. 屈也頻,呂余海. 航空電子技術(shù). 2014(01)
[4]彈射中艦載機(jī)快速傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)[J]. 楊功流,王麗芬,袁二凱,蔡玲,喬立偉. 艦船科學(xué)技術(shù). 2014(03)
[5]一種新的艦載機(jī)慣導(dǎo)初始自對(duì)準(zhǔn)方法[J]. 王勇軍,徐景碩,李路蘋. 測(cè)控技術(shù). 2013(11)
[6]航母艦載機(jī)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)自主對(duì)準(zhǔn)算法流程研究[J]. 袁濤,曲志剛,徐景碩,劉美潔. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2013(02)
[7]大方位失準(zhǔn)角下艦載機(jī)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)[J]. 魏學(xué)通,高磊. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(05)
[8]單目視覺位姿測(cè)量的線性求解[J]. 王鵬,孫長(zhǎng)庫,張子淼. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(05)
[9]Relay camera videometrics based conversion method for unstable platform to static reference[J]. YU QiFeng1,4,SUN XiangYi1,4,JIANG GuangWen2,4,LIU XiaoLin3,ZHANG XiaoHu1,4, ZHOU Jian1,4 & SHANG Yang1,4 1 College of Aerospace and Materials Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;2 College of Optoelectronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;3 College of Mechatronic Engineering and Automation,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;4 Hunan Key Laboratory for Image Measurement and Vision Navigation,Changsha 410073,China. Science China(Technological Sciences). 2011(04)
[10]Pose-relay videometrics based ship deformation measurement system and sea trials[J]. JIANG GuangWen 1,FU SiHua 1,CHAO ZhiChao 1 & YU QiFeng *1,2 1 College of Optoelectronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;2 College of Aerospace and Material Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China. Chinese Science Bulletin. 2011(01)
博士論文
[1]線結(jié)構(gòu)光表面三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 陳天飛.大連海事大學(xué) 2013
[2]空間目標(biāo)的單目視覺位姿測(cè)量方法研究[D]. 夏軍營(yíng).國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)及誤差補(bǔ)償方法研究[D]. 吉宇人.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]攝像測(cè)量的溫度補(bǔ)償方法和位姿傳遞像機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究[D]. 晁志超.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[5]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)關(guān)鍵問題研究[D]. 丁國(guó)強(qiáng).哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]像機(jī)鏈位姿傳遞攝像測(cè)量方法及船體變形測(cè)量研究[D]. 姜廣文.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[7]基于視覺的空間目標(biāo)位置姿態(tài)測(cè)量方法研究[D]. 尚洋.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]艦載機(jī)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 王孔奮.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]大方位失準(zhǔn)角下艦載機(jī)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 胡丹.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[3]艦載機(jī)慣導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 王勇軍.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]艦載機(jī)慣導(dǎo)系統(tǒng)的動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 夏家和.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[5]慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)模型的可觀測(cè)性分析[D]. 孫國(guó)偉.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[6]基于DSP的短距離無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究[D]. 張俊龍.哈爾濱工程大學(xué) 2004
本文編號(hào):3254639
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