【摘 要】
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本文针对载体视觉导引自主着陆问题的需求,开展基于合作目标视觉特征信息的相对运动参数估计相关算法研究,为视觉导引自主着陆的状态估计提供理论和技术支持。主要研究内容总结如下:（1）研究了合作目标检测识别与视觉特征提取算法。首先,根据合作目标的构形设计准则设计了由一个圆环和T型标志组成的易于识别且具备充裕视觉特征信息的新型合作目标用于辅助载体进行导航定位;其次,针对合作目标采集图像,研究了图像预处理、基
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本文针对载体视觉导引自主着陆问题的需求,开展基于合作目标视觉特征信息的相对运动参数估计相关算法研究,为视觉导引自主着陆的状态估计提供理论和技术支持。主要研究内容总结如下:（1）研究了合作目标检测识别与视觉特征提取算法。首先,根据合作目标的构形设计准则设计了由一个圆环和T型标志组成的易于识别且具备充裕视觉特征信息的新型合作目标用于辅助载体进行导航定位;其次,针对合作目标采集图像,研究了图像预处理、基于弧线段的椭圆目标检测、基于Hu矩的合作目标识别等算法;然后,研究了Harris自适应阈值和基于凸包分析的角点检测与提取算法;最后,通过不同条件下的合作目标采集图像,对算法进行验证与分析。结果表明,本文算法具备较高的准确识别率和特征提取精度。（2）研究了载体与合作目标之间相对位姿估计算法。首先,分析了基于角点特征的相对位姿估计算法的数学模型和基本原理,并针对T型标志的角点特征,采用常用的Pn P算法进行仿真实验对比分析;然后,推导了基于圆和角点特征的相对位姿估计改进算法,利用圆心投影坐标消除了基于单个圆求解的相对位置和单位法向矢量解的二义性,通过任一角点辅助确定了航向参数,获取了全部导航信息,并通过仿真实验进行验证与对比分析;最后,通过无人机载着陆实验对本文的整体算法进行实际数据验证与分析。结果表明,本文算法具备相对较高的导航定位精度,能够达到载体视觉导航自主着陆的要求。
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