本文關(guān)鍵詞：基于近景攝影測(cè)量的高精度姿態(tài)測(cè)量研究

  更多相關(guān)文章： 近景攝影測(cè)量 相機(jī)參數(shù)標(biāo)定 姿態(tài)測(cè)量 合作標(biāo)志物 橢圓擬合 稀疏光束平差

【摘要】：近景攝影測(cè)量一般應(yīng)用范圍都在1~20米之間,在針對(duì)約100米距離的物體進(jìn)行姿態(tài)測(cè)量時(shí),因?qū)嶋H應(yīng)用中操作難度較大故研究的不多,本文著眼于相機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定、合作標(biāo)志物的自動(dòng)識(shí)別、合作標(biāo)志物的高精度擬合提取、高精度姿態(tài)測(cè)量等許多實(shí)際性的問(wèn)題開(kāi)展深入研究,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個(gè)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)繞著固定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行全方位旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)姿態(tài)測(cè)量。本論文首先針對(duì)100多米處難以進(jìn)行相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定,提出先將焦距保持在被測(cè)物體端,而后調(diào)整光圈獲得清晰的近處標(biāo)定版圖片,完成相機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定,設(shè)計(jì)了一種標(biāo)定靶桿,將其放置在攝影測(cè)量?jī)x近端,處理得到標(biāo)定靶桿上的合作標(biāo)志點(diǎn)坐標(biāo)的圖像坐標(biāo)和測(cè)試場(chǎng)坐標(biāo),采用張正友的基于多平面成像方法完成相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定。設(shè)計(jì)并分析此外參數(shù)標(biāo)定方法的參數(shù)模型,得到影響外參數(shù)的所有影響因子,在仿真實(shí)驗(yàn)中研究每個(gè)影響因子的作用大小,在實(shí)踐中進(jìn)行驗(yàn)證,并根據(jù)實(shí)際要求對(duì)大地測(cè)量等提出精度要求。分析近端的相機(jī)參數(shù)標(biāo)定和遠(yuǎn)端的姿態(tài)測(cè)量時(shí)不同的背景和成像條件,統(tǒng)一前期圖像預(yù)處理方案,通過(guò)3ds Max仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合作標(biāo)志點(diǎn)的粘貼方案,綜合基于知識(shí)和基于不變量的目標(biāo)識(shí)別提取方法,研究出合作標(biāo)志點(diǎn)及其編碼帶的最佳提取方法,并在幾何擬合等基礎(chǔ)上考慮灰度圖像的邊緣漸變性,提出了基于灰度導(dǎo)數(shù)加權(quán)的橢圓擬合算法,在仿真試驗(yàn)中驗(yàn)證其誤差精度提高了0.02~0.03像素,使得實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和精度上同時(shí)滿足了實(shí)驗(yàn)要求。研究了數(shù)據(jù)平差的幾種不同數(shù)學(xué)模型和稀疏光束平差算法,并結(jié)合相機(jī)參數(shù)標(biāo)定、橢圓擬合、臨時(shí)坐標(biāo)系的建立、目標(biāo)姿態(tài)測(cè)量等實(shí)際應(yīng)用中的需要分別進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,設(shè)計(jì)相關(guān)優(yōu)化算法,提高了實(shí)驗(yàn)精度。深入研究了單目測(cè)量和雙目交會(huì)的數(shù)學(xué)模型,完成對(duì)攝影測(cè)量?jī)x、標(biāo)定靶桿等設(shè)備的布站,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的情況提出兩種姿態(tài)測(cè)量方法相結(jié)合完成整個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中目標(biāo)的姿態(tài)測(cè)量,定量分析了飛行器姿態(tài)精度的所有影響因子的作用大小;提出將每個(gè)相機(jī)成像中的所有合作標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,利用稀疏光束平差算法進(jìn)行最優(yōu)化平差,在提高姿態(tài)測(cè)量的精度的同時(shí)也滿足了實(shí)時(shí)性要求,尤其單目測(cè)量時(shí)效果明顯。在實(shí)際應(yīng)用中完成了攝影測(cè)量?jī)x、發(fā)送光端機(jī)、接收光端機(jī)、PC機(jī)等設(shè)備的聯(lián)調(diào),測(cè)試了多功能串口卡、圖像采集卡、鏡頭控制卡等硬件板卡的功能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)相機(jī)、鏡頭、激光器和云臺(tái)的相關(guān)操作并完成了其精度調(diào)試實(shí)驗(yàn)。在外場(chǎng)完成了相機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)距離合作標(biāo)志物模擬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、目標(biāo)坐標(biāo)系建立實(shí)驗(yàn)等,對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行誤差分析,同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蘇毅;劉陽(yáng);李曉琨;齊昕;;基于加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)的隨鉆姿態(tài)測(cè)量觀測(cè)模型[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年02期

2 羅磊;田增山;孫冬梅;邢培基;;基于粒子濾波的姿態(tài)測(cè)量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期

3 王學(xué)文;周健;朱江山;紀(jì)蕓;;利用光測(cè)膠片實(shí)現(xiàn)目標(biāo)三維姿態(tài)測(cè)量的精度分析[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào);2005年04期

4 郭宏;姚愛(ài)國(guó);;基于加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)的非開(kāi)挖定向鉆進(jìn)無(wú)線姿態(tài)測(cè)量[J];儀表技術(shù)與傳感器;2012年05期

5 李又文;張喜濤;張學(xué)鋒;;基于單目相機(jī)的空間非合作目標(biāo)姿態(tài)測(cè)量(英文)[J];紅外技術(shù);2014年02期

6 徐衛(wèi)明;姿態(tài)測(cè)量與定位在高空間分辨率航空遙感和攝影中的應(yīng)用[J];紅外;2002年09期

7 郭劍鷹,呂恬生;基于主動(dòng)視覺(jué)的機(jī)器人末端姿態(tài)測(cè)量[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年05期

8 郭志虎;費(fèi)潔;錢(qián)峰;;基于微慣性全姿態(tài)測(cè)量的人體運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)研究[J];微型電腦應(yīng)用;2013年02期

9 楊英東;胡甚平;黃震民;郭鋒;;新型GPS羅經(jīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)仿真;2012年01期

10 程建華;袁書(shū)明;;GPS姿態(tài)測(cè)量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)仿真;2012年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 賈文奎;王曉霆;陳肇新;;用于小衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量和控制的全磁法技術(shù)構(gòu)想[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第十六次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2003年

2 劉延利;楊文暉;;非陣列天線陣用于姿態(tài)測(cè)量[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第十六次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2003年

3 陳斯文;黃源高;郭網(wǎng)成;;小衛(wèi)星中姿態(tài)測(cè)量磁力儀[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第九次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1996年

4 楊旭東;;GPS多天線艦船姿態(tài)測(cè)量技術(shù)方法研究[A];2008-2009年船舶通信導(dǎo)航論文集[C];2009年

5 夏娜;熊平闖;李玉海;唐媚;;蟻群算法在導(dǎo)航衛(wèi)星載體姿態(tài)測(cè)量中的應(yīng)用[A];全國(guó)第20屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議(CACIS·2009)暨全國(guó)第1屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2009年

6 陳柏林;孫祥一;;一種基于尺度約束的目標(biāo)三維姿態(tài)測(cè)量方法[A];第十三屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 艾莉莉;基于線陣CCD的空間目標(biāo)外姿態(tài)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 李晶;基于多點(diǎn)合作目標(biāo)的多線陣CCD空間物體姿態(tài)測(cè)量的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 吳賽成;船用高精度激光陀螺姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

4 王衛(wèi)文;基于近景攝影測(cè)量的高精度姿態(tài)測(cè)量研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郭志虎;基于微慣性全姿態(tài)測(cè)量的人體運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)研究[D];上海交通大學(xué);2013年

2 陳遠(yuǎn)炫;高精度姿態(tài)測(cè)量平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2010年

3 王繼方;高速投擲物體跟蹤與姿態(tài)測(cè)量方法的研究[D];天津大學(xué);2007年

4 戴東凱;基于天文觀測(cè)的高精度姿態(tài)測(cè)量技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

5 李俊毅;GPS姿態(tài)測(cè)量及相關(guān)技術(shù)的研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2004年

6 徐清河;飛機(jī)姿態(tài)測(cè)量裝置的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2012年

7 牛皓;基于單目視覺(jué)的非合作目標(biāo)姿態(tài)測(cè)量研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

8 王建敏;列車(chē)姿態(tài)測(cè)量與平穩(wěn)性評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

9 廖國(guó)軍;GPS三維姿態(tài)測(cè)量技術(shù)的研究[D];西華大學(xué);2011年

10 凌好;無(wú)傘末敏彈姿態(tài)測(cè)量處理系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1229684