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无人机自动着陆中的机器视觉辅助技术 总被引:4,自引:0,他引:4
设计了一套辅助无人机自动着陆的机器视觉系统。该系统由机载硬件设备和用户开发软件共同组成,用以完成数字图像处理任务和无人机运动参数估计任务。系统传感器包括一个单目摄像机和机载惯性陀螺;数字图像处理使用的主要算法有图像的轮廓提取、角点检测和模版匹配。基于角点处各个方向上灰度差变化较大的特征,依据最小核值相似(SUSAN)算法和角点几何结构分析,提出一种改进的角点特征提取算法;根据任务开发的位置参数估计算法依据摄像机透视投影理论,运用摄像机成像标定方法导出了一种高精度的位置测量模型。通过计算机仿真表明,所提出的计算机视觉位置参数估计算法可以达到无人机着陆过程的精度要求。 相似文献
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在机翼精加工过程中,需要对机翼的位姿进行计算,以指导其调整。通过对翼面水平测量原理的分析,提出一种基于随机测量点的机翼精加工位姿计算方法。首先,以翼面水平测量数据为基础,采用以最小二乘法为目标函数的迭代最近点算法,求解出测量点在翼面设计模型上的匹配点,形成位姿计算所需的2个点集。然后,运用Levenberg-Marquardt算法计算出这2个点集间的变换关系,实现位姿参数的求解。最后,为减少测量点误差对位姿计算的影响,给出了测量点精度补偿方法。仿真算例表明,该方法具有较高的计算精度,能够满足实际工程需求。 相似文献
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一种计算非定常二维流动的无网格算法 总被引:1,自引:0,他引:1
主要目的是发展一套求解非定常流动的无网格算法。计算区域的离散方面,提出了一种按区域进行填充布点的点云自动生成方法;发展了一种点云的运动技术来实现离散点云对物面边界的随体运动;在点云离散的基础上,采用最小二乘法求解矛盾方程的方法来求取空间导数,进而获得数值通量;采用双时间方法进行时间离散推进,其中物理时间迭代采用二阶隐式格式,伪时间迭代采用四步龙格一库塔显式格式,为了加速收敛,在伪时间迭代中采用了当地时间步长和隐式残值光顺等加速收敛措施。最后,利用本文算法模拟了NACA0012翼型和NACA64A010翼型的跨音速非定常流动,并将计算结果与实验测量结果进行了对比分析,验证了上述方法的正确性和实用性。 相似文献
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根据非合作低轨卫星的特点,可以被动测量多颗卫星信号的来向,通过测向交叉的方式进行定位。但是通过星历解算出的卫星位置位于地心地固坐标系,用户测量的方位角和俯仰角基于站心坐标系。针对非合作低轨卫星测向交叉定位时目标用户角度信息与卫星位置基于不同坐标系的问题,提出了一种迭代最小二乘定位算法,通过迭代的方式不断收敛定位结果,能够在目标用户角度信息与卫星位置基于不同坐标系的情况下,解决非合作低轨卫星的测向交叉定位问题。仿真结果表明,基于迭代最小二乘定位算法能够实现非合作低轨卫星仅利用角度定位,并分析了测角精度、卫星轨道高度、参与定位卫星数与定位误差之间的关系。针对迭代的计算方法,分析了迭代过程中不同收敛条件下迭代次数与定位误差之间的关系。在保证定位精度的情况下,将迭代收敛范围设置为8~30 km,可以降低2~3次迭代次数。 相似文献
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研究了自动微分技术在直接配点法中的应用,将其与内点非线性规划算法相结合,用于求解配点法转化得到的非线性规划问题。采用前向自动微分模式,利用ADOL-C实现了基于算子重载的自动微分计算;为验证算法的性能,以经典的航天飞机再入轨迹优化问题为例,针对三种直接配点格式,比较了自动微分法和有限差分法用于微分计算的性能。研究结果表明,自动微分可以提高微分信息计算的精度和效率,进而提高非线性规划算法的稳定性和收敛速度。 相似文献
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提出了一种对摄像机进行自标定的方法.该方法是利用自然场景中三组两两正交的平行线所获得的消隐点之间具备的约束条件来实现标定的,并能够对获取的消隐点进行优化校正.利用该方法开展了实验研究,并与采用传统标定方法得到的结果进行了比较,结果表明本文所提出的算法具有较好的应用前景. 相似文献
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一些航拍图像的尺寸较大,现有的特征点提取算法在对其处理时均要耗费大量的时间,针对这一问题,提出一种快速有效的特征点提取算法。首先构造原始图像的拉普拉斯金字塔,以获得图像的尺度信息,同时保留图像的方向信息;再使用非均匀多方向滤波器组将金字塔图像分解在不同方向上,在分解后的图像中提取局部极值点作为候选特征点集;采用特定的合并策略合并候选特征点最终得到特征点集,并根据方向滤波器组为特征点分配方向向量。试验结果表明,本文算法在基本保证提取到的特征点匹配率及正确率的前提下,有较高的效率。 相似文献
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基于三焦距张量及BMA的运动估计和补偿 总被引:2,自引:0,他引:2
为克服块匹配位移估计方法 (BMA)不能准确描述物体的旋转、相机镜头的推移 (pan)及缩放的缺点 ,引入计算机视觉中的三线性关系及基于三焦距张量的像素转移进行运动估计和补偿。将像素转移与块匹配运动估计和补偿方法相结合 ,通过实际的图像序列比较了这种方法与单纯 BMA方法的运动补偿效果 ,结果表明 ,在有相机平移及景物有深度变化时 ,本文方法的效果明显优于单纯 BMA方法。 相似文献
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《中国航空学报》2001,14(3):183-192
@@ABSTRACTS Motion Estimation and Compensation Based on Trifocal Tensor and BMA.WANG Yang-li, WU Cheng-ke(School of Information Engineering, Xidian University, Xi′an 710071, China).Acta Aeronautica et Astronautica Sinica(ISSN 1000-6893),Vol.22,no.2,Mar.2001,P117-120. 10 refs.in Chinese. To overcome some drawbacks of the block matching algorithm (BMA), which can not accurately describe object rotation, camera panning and zooming, this paper introduces the trilinear constraint and trifocal-tensor-based pixel transfer used in computer vision for motion estimation and compensation. In this method, the trifocal tensor is first estimated by an algorithm based on projection matrix, corresponding relations between two of three images are then determined by BMA and represented with block-based motion vectors, and finally, motion estimation and compensation are carried out by trifocal transferring. As it is not accurate to approximate the dense correspondence between two of the three views by the above block-based motion vectors, using trifocal transferring only will not yield good compensation results. To solve this problem, the paper further puts forward a motion estimation method combining trifocal transferring with BMA. Experiments have been carried out on video sequences to compare the performance of this method with that of BMA, and the results show that this method is superior when there are scene depth variation and camera translation. 相似文献
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Rapid and robust initialization for monocular visual inertial navigation within multi-state Kalman filter 总被引:1,自引:0,他引:1
Sensor-fusion based navigation attracts significant attentions for its robustness and accuracy in various applications. To achieve a versatile and efficient state estimation both indoor and outdoor, this paper presents an improved monocular visual inertial navigation architecture within the Multi-State Constraint Kalman Filter (MSCKF). In addition, to alleviate the initialization demands by appending enough stable poses in MSCKF, a rapid and robust Initialization MSCKF (I-MSCKF) navigation method is proposed in the paper. Based on the trifocal tensor and sigma-point filter, the initialization of the integrated navigation can be accomplished within three consecutive visual frames. Thus, the proposed I-MSCKF method can improve the navigation performance when suffered from shocks at the initial stage. Moreover, the sigma-point filter is applied at initial stage to improve the accuracy for state estimation. The state vector generated at initial stage from the proposed method is consistent with MSCKF, and thus a seamless transition can be achieved between the initialization and the subsequent navigation in I-MSCKF. Finally, the experimental results show that the proposed I-MSCKF method can improve the robustness and accuracy for monocular visual inertial navigations. 相似文献
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为了解决空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)对足量平稳训练快拍的要求,给出了一种设计STAP张量波束成形器的新算法——空时自适应处理张量子波束合成(TSS-STAP)法。分析表明:STAP中所需要的张量波束成形器,可首先在张量的各个子维度上分别进行子波束成形器的设计,然后再由张量的外积运算合成各子波束成形器而得到。进一步分析表明:由于本文算法可在较低自由度(DoF)的子维度上对张量波束成形器进行设计,因此降低了设计所需要的训练快拍数和计算复杂度,同时也实现了有效的去相关处理,使得其在非均匀杂波环境下有更好的目标检测性能。在仿真实验中,所提算法有效提升了目标检测结果,同时降低了目标检测所消耗的时间。 相似文献
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The volume finite element in the form of hexahedron with nodal unknowns as components of the displacement vector and stress
tensor has been developed to analyze the shells of revolution. The displacement vector components for the inner point of the
finite element and the components of its stress tensor are expressed through the nodal unknowns using the method of vector
and tensor fields interpolation by the trilinear shape functions; that provides taking into account the finite element displacement
as a whole solid. The variational principle in a mixed formulation is applied to form the matrix of hexahedron deformation.
The efficiency of the proposed method for approximating the values being sought as vector and tensor fields in comparison
with the traditional method for approximating the values being sought as scalar fields is confirmed by a numerical example. 相似文献
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在空间机器人抓捕目标的过程中,整个系统的惯性张量会随时间变化且在目标被捕获瞬间发生突变,这会严重影响整体姿态控制的精度。针对以上问题,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)的系统惯性张量在轨实时辨识方法。首先,对于目标捕获前后的2个阶段,利用拉格朗日方程建立了空间机器人的动力学模型;然后,基于所建空间机器人模型采用域随机化方法生成足量训练数据,并用其对由LSTM网络与多层全连接网络构建的参数辨识网络进行训练;最后,使用训练好的参数辨识网络对系统惯性张量进行辨识。数值仿真结果表明:所提方法能够精确辨识空间机器人抓捕过程中的系统惯性张量,所研究系统的主惯量平均相对辨识误差小于0.001,惯性积的平均相对辨识误差小于0.01。 相似文献
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基于空间算子代数的航天器多体动力学递推实时仿真算法 总被引:1,自引:0,他引:1
进一步发展了空间算子代数符号体系,给出了一组坐标系无关空间矢量,张量和矢阵符号表示和相应的坐标投影规则.基于空间算子代数符号体系,推导了适用于航天器实时仿真的无根、树状拓扑、开环多体动力学递推算法,并根据投影规则给出了递推算法在惯性坐标系的投影方程.新的空间算子代数符号体系有符号定义严格,推导过程力学概念清晰,推导结果易于实时仿真程序实现的优点.推导的递推算法非常适合于正逆混合问题和变拓扑问题的求解,可以满足多体航天器动力学实时仿真的要求. 相似文献