一种基于计算机视觉的线性测量方法研究

摘要

随着我国航天事业的发展，交会对接技术以及其所必需的视觉测量系统正受到广泛的关注与研究。利用计算机视觉方法对物体运动参数进行估计，成为了计算机视觉中的一个重要问题。 本文对一种线性化视觉测量方案进行了研究，该方法只需要得知两幅图像对应的四条直线在相机成像面上的斜率和截距即可求取被观测物体的旋转矩阵。和其它视觉测量算法比较，它具有运算简便，易于操作等优点。围绕此视觉测量方案进行了大量相关实验。通过对计算结果进行深入分析，发现结果矩阵总是存在一定误差，甚至无法满足正交性约束。针对这个问题，对误差模型进行了推导和分析，给出了误差模型的具体形式，提出了误差是由方程的系数矩阵误差和常数项误差产生的，进而给出了优化方法。通过实验数据对比，证明了优化方法的合理性。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景和研究意义

1.2国外交会对接测量系统

1.3计算机视觉概述

1.4本论文的研究内容

第2章摄像机定标

2.1引言

2.2线性模型摄像机定标

2.2.1三个重要的坐标系

2.2.2针孔模型

2.2.3线性模型摄像机定标

2.3非线性模型摄像机定标

2.4定标过程与实验数据

第3章图像预处理与特征信息的提取

3.1图像的预处理

3.1.1维纳滤波

3.1.2图像二值化转换

3.1.3图像的二值形态学操作

3.2霍夫变换提取直线

3.3图像特征的综合提取

3.4小结

第4章利用对应直线特征测量转角

4.1传统的视觉导航测量算法简介

4.2利用对应直线求旋转参数的线性方法

4.3原始方法的不足与误差模型分析

4.3.1误差模型的推导

4.3.2线性方程组误差分析

4.4一种旋转矩阵的正交优化方法

4.4.1方法简述

4.4.2可行性验证

4.5具体实验实施步骤

4.5.1实验步骤

4.5.2数据处理与分析

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢