以基线长为条件的相对定向元素的解算

根据相对定向直接解的方法,讨论了以基线长为条件的相对定向元素的解算方法,给出了主要的数学模型,列出了以沙盘模型为拍摄对象的实验方案和数据,并对实验结果进行了分析总结．     

多基线近景摄影测量连续像对相对定向

根据近景摄影测量多基线、大倾角摄影的情况,推导了多基线近景摄影测量连续像对相对定向的公式,提出了以基线分量以及方向余弦为参数的解算方法,从而克服了非线性的共面条件方程式在解算时对摄影位置及姿态的限制.对摄影测量手册中相对定向方法进行了介绍.利用非量测数码相机对实验场地所拍摄的数据进行两种相对定向方法解算,获得了精度较高的结果,验证了两种算法的正确性及稳定性.     

基于共面光标提取的空间目标单目测量技术

针对空间目标捕获任务技术需求,设计了一种基于平面靶标特征点提取的单目视觉线性相对位姿解算方法. 提出基于几何指数阈值判别的特征光标提取方法,并采用非线性项变量代换方法,设计了基于特征光标提取的线性相对位姿解算方法,建立了单目视觉相对测量地面实验系统,在模拟目标航天器相对位置和姿态低速动态漂移的条件下进行了试验. 测量结果表明,所提出的特征光标提取算法能够有效避免高亮光斑对特征光标提取的不利影响,且相对位姿解算算法具有较好的精度和实时性,相对于传统非线性迭代求解方法,该方法计算量小,求解过程稳定.      

基于着陆器地基测量的火星定向参数确定

火星定向参数的精确测定对约束火星内部结构以及极区干冰变化的建模具有重要意义.基于未来的火星着陆任务,仿真分析了利用双程多普勒与距离测量方法直接跟踪着陆器,解算火星定向参数所能达到的精度.结果表明,通过双程多普勒和双程测距直接跟踪火星着陆器超过200个工作日,将显著提高火星岁差、章动以及日长变化参数的精度,约800个工作日后,岁差参数精度可较目前提高5–10倍,章动参数精度可达到10–30 mas,日长变化与钱德勒摆动参数精度可收敛至5–10 mas,这一精度水平可以满足研究火星内部结构与大气物质交换的需要.通过分析不同纬度着陆器的解算结果,发现高纬度的着陆器有必要进行距离测量,以保持岁差和章动参数的解算精度.此外,研究还发现,当火星星历误差小于75 m时,双程多普勒数据解算火星定向参数的精度不受影响,而对于双程测距数据来说,只有当火星历表精度优于0.15 m时,定向参数的解算结果才具有可信性.     

基于双目光学图像信息的空间非合作目标自主相对导航方法

针对无任何先验信息的空间非合作目标相对导航问题,提出了一种仅基于双目视觉图像测量的自主相对导航方法.首先,建立了非合作目标双目图像测量辨识模型及特征位置矢量解算方法.利用观测卫星相机系下的目标相对位置矢量观测序列,结合卫星姿态、相机安装方位等信息,给出了非合作目标初始相对运动状态估计及导航滤波参数初始化方法.之后采用考虑状态噪声补偿以及观测方差矩阵和状态噪声矩阵自适应修正的扩展卡尔曼滤波算法,完成空间非合作目标自主相对导航解算.最后以低轨非合作目标逼近段为例进行相对导航仿真,验证了该方法的有效性.     

利用赫尔默特方差分量估计法定权的相对定向方法

为了解决相对定向过程中匹配得到定向点的合理定权问题,提高解算的精度和可靠性,提出了结合赫尔默特方差分量估计和选权迭代粗差剔除的相对定向方法.在格鲁伯区域,通过SURF(快速鲁棒)特征匹配和RANSAC(随机抽取一致性)算法剔除误匹配,提取大量亚像素级精度的相对定向点,利用赫尔默特方差分量估计法估算6个格鲁伯区域对应6组观测值的单位权中误差,并给其定权,然后使用选权迭代法进行粗差剔除,最终得到相对方位元素.利用相对方位元素校正后,航空影像和无人机影像上下视差最大值分别由传统方法的1.045像素和2.093像素减小到0.376像素和0.766像素;利用半全局匹配方法生成的视差图,明显优于传统方法生成的视差图.     

基于序列图像的相似材料模型变形测量

针对传统模型观测方法中存在的缺点,提出利用基于非量测数字相机的数字近景摄影测量技术进行相似材料模型变形测量.推导了利用二维直接线性变换分解相机内外方位元素初值的实用算法,利用最小二乘影像匹配对控制格网点和变形标志点进行高精度定位.结合自检校光束法平差进行变形标志点坐标的高精度解算.利用模型模拟开采不同时刻的序列立体影像像对的解算结果,完成相似材料模型的变形测量和实时位移分析.试验得出变形标志点的平面测定精度高于±1mm.可以满足本次试验条件下相似材料模型变形监测的精度要求.     

旋转导向钻井工具姿态参数的模拟解算

根据旋转导向钻井工具姿态参数的求解需要,结合Taylor中值定理,提出一种模拟解算方法,分析了三角函数的展开式及其逼近表达式,并应用模拟乘法/除法器和负反馈电路设计了正弦函数拟合求解和姿态参数角直接解算电路.通过数值仿真和试验结果的对比分析,验证了解算电路的可行性,可以降低实时参数解算对计算机采集速度的要求,提高系统的动态控制性能.     

基于投影器-数码相机的物体三维重建

针对三维重建在计算机视觉和近景摄影测量目标物体纹理缺乏的特点,在传统用数码相机摄取影像数据的基础上,引入了投影器设备,构成投影器-数码相机系统。该系统可使投影器能够人为地给物体表面添加纹理特征,这些纹理特征清晰稳定、相对容易提取和匹配;利用投影器虚拟影像和数码相机拍摄的带有投影纹理特征的物体影像构成立体像对,可通过空间前方交会的方法解算纹理特征的空间坐标;连接相邻的空间纹理特征点,可形成物体三维立体模型。实验及其结果证明了基于投影器-数码相机系统的物体三维重建的有效性和实用性。     

计算机视觉中的图匹配方法研究综述

图匹配是计算机视觉与模式识别领域的基础而又重要的问题.它在诸多方面都有着广泛的应用.从优化角度看,图的匹配问题是一种离散组合优化问题,使得该问题本身具有NP(non-deterministic polynomial)-hard性质.因此,寻找该问题的一种有效的近似解是当前研究的重要问题.论文首先对图匹配问题的的问题表示进行了阐述,并分析了该问题求解的难点和关键点.然后,对近年来计算机视觉研究领域中提出的一些具有代表性的传统图匹配算法进行了归纳和综述.最后,探讨了图匹配的未来研究方向和研究思路.