基于光流场的自动飞行器着陆技术研究

摘要

本论文就是把基于光流场的视觉运动分析,应用到自动飞行器着陆过程中,对目标自动检测与识别,并估计航空母舰与飞行器的运动参数,从而为飞行器着陆时自动导航做准备.从图像序列恢复物体的三维运动参数和结构信息,一般要分两步走.首先,提取图像特征(本论文主要利用特征点),根据特征的对应关系估计图像的二维运动特性.其次,根据刚体运动方程和透视投影关系建立一组方程,求解物体的运动参数和结构.在第一步中,引入了几种常见的边缘检测算子,并结合自动飞行器着陆的应用进行了比较,同时对彩色图像的分割过程进行了概述.而特征点的匹配算法采用了基于特征点相关法的匹配策略,该法简单易行,并且充分利用了彩色图像序列RGB三颜色通道的信息.在第二步计算中采用了8点及8点以上对应点估计算法,分别就摄像机静止、物体运动和摄像机运动、物体运动两种最常见的运动形式进行了数学模型推导,并比较了非线性算法和线性算法的优劣.本文中所有自动飞行器着陆于航空母舰的算例,都采用3DMAX5进行动态仿真,符合电视制导的标准.同时,文章最后还就匹配误差、运动参数误差及深度误差等进行了讨论,初步建立了误差评判准则,对产生误差的原因进行了分析,并对如何减少误差提出了建议.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1计算机视觉概述

1.2国内外研究现状

1.2.1基于特征的方法

1.2.2基于光流的方法

1.3本论文的工作

第二章边缘检测和特征提取

2.1常用边缘检测算子

2.2彩色图像分割简介

2.2.1分割所用的彩色空间

2.2.2分割策略

第三章特征点相关匹配法

3.1色彩自身一致性问题

3.2特征点相关法匹配策略

第四章自动飞行器着陆运动分析

4.1引言

4.1.1刚体性质

4.1.2运动模型

4.2透视投影刚体运动和结构计算

4.2.1几何模型和运动方程

4.2.2利用点对应计算刚体运动和结构(摄像机不动)

4.2.3利用点对应计算刚体运动和结构(摄像机运动)

第五章误差分析

5.1误差评定准则

5.2误差分析

第六章结束语

学术论文发表情况

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明