非合作目标双目视觉测量系统误差理论研究

	非合作目标双目视觉测量系统误差理论研究
	支帅
学位类型	硕士
导师	张刘
	2014-11
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	机械电子工程
关键词	非合作目标双目视觉测量系统目标姿态摄像机标定误差分析
摘要	非合作目标的识别测量是实现空间交会对接近场操作、卫星在轨服务及空间垃圾清除等课题的基础。双目立体视觉是实现近距离非合作目标识别与测量的关键，双目测量系统由两台摄像机从不同角度对目标同时或由单摄像机在不同时刻从不同角度获取同一目标的两幅图像，经计算两幅图像对应特征点间的视差，利用投影变换变换原理恢复目标特征点三维几何信息，进而确定目标位姿。目前，国外基于视觉测量系统的非合作目标的高精度相对位姿测量已成为研究的关键及难点，而国内关于合作目标的交会对接技术已经实现，针对非合作目标的视觉测量技术还处于初步发展中。为提高非合作目标的测量精度，针对双目测量系统的误差理论分析显得尤为重要。本文对国内外非合作目标双目测量系统的相关资料进行了调研，从理论上深入细致的学习并研究了视觉测量系统的测量过程，并对摄像机内参数及测量系统外参数进行了标定及实验验证，在标定过程中产生的误差项对目标位姿解算精度的影响进行了理论分析与实验仿真。论文主要内容如下： 1、对双目测量系统建立目标三维重建的数学建模，根据目标特征点三维坐标确定目标姿态方程。根据数学模型确定影响系统测量精度的结构参数，分析各结构参数对目标位姿解算的影响，对系统结构参数的选取具有指导意义。 2、测量系统的标定结果直接影响目标位姿的测量结果。本文利用精密测角法对摄像机内参数进行标定，分别确定左、右两摄像机的内方位元素和畸变系数；在确定内参数的基础上，利用经纬仪测量系统确定双目测量系统的外参数即左、右两摄像机坐标系间的位姿关系。 3、确定影响摄像内参数及双目测量系统外参数标定的误差项，建立各误差项与成像点坐标之间的误差测量方程。通过仿真验证各误差项对成像点坐标的影响，在分析成像点坐标的偏差影响目标位姿解算精度的基础上，确定各误差项对目标位姿解算的影响，进而对器件指标及系统结构参数进行合理的选取。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44724
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	支帅. 非合作目标双目视觉测量系统误差理论研究[D]. 中国科学院大学,2014.

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