当前位置:主页 > 科技论文 > 航空航天论文 >

基于立体视觉的非合作航天器相对状态估计

发布时间:2017-02-15 11:15

  本文关键词:基于立体视觉的非合作航天器相对状态估计,由笔耕文化传播整理发布。


《哈尔滨工业大学》 2015年

基于立体视觉的非合作航天器相对状态估计

周鼎  

【摘要】:在轨服务和空间碎片清理等任务操作要求的提高,使得关于空间近场操作中高效、自主的相对导航方法研究成为热点问题。本文以非合作航天器自主交会相对导航为背景,采用双目立体视觉测量,利用最小二乘方法对图像信息进行重构获得相对状态,结合相对运动模型通过滤波提高估计精度,并针对目标惯量不确定情况下的相对状态估计问题进行研究。由于视觉测量只能敏感到目标航天器表面的特征,在质心相对运动模型的基础上加入相对姿态运动建立六自由度相对运动模型。考虑非合作航天器表面特征点分布的随机性,建立任意非质心点之间的相对运动模型,模型仿真结果表明,非质心点运动耦合引起的位置偏差在近场操作中的影响不能忽略。对计算机视觉中的位姿变换和成像原理进行研究,分析了空间目标的成像特点,考虑可能出现的图像模糊和降质问题,从图像降噪、复原和增强等方面对图像处理技术进行研究,并通过经典案例图片的处理验证相关算法的有效性。基于计算机视觉理论,建立双目视觉测量的几何模型,利用追踪航天器上获得的目标表面多特征点单副帧对图像,结合图像速度和视差信息,通过最小二乘方法对目标的相对运动状态进行了重构;将重构状态作为伪测量,引入线性化的相对运动模型,采用扩展卡尔曼滤波方法对连续多帧图像信息进行序贯处理以改善估计精度。仿真结果表明,与单纯利用图像信息的状态重构相比,滤波对估计精度的改善效果明显。针对相对导航过程中非合作航天器惯量不确定问题,考虑有部分目标惯量先验信息的情况下,利用对视觉图像信息的状态重构和序贯处理方法,设计了一套应用各惯量假设模型的并行扩展卡尔曼滤波方法进行相对状态估计,并通过贝叶斯极大后验估计方法比较各并行估计的累积残差信息,从而辨识出最接近真实惯量的一组假设和对应的相对状态估计。结果表明,本文设计的方法能够充分利用先验信息和测量信息,有效地改善惯量不确定情况下的相对位姿估计精度。

【关键词】:
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V448.2;TP391.41
【目录】:

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文? 欢迎:购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式


【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙焘,王秀坤,邵刚,贺明峰,冯林;基于Voronoi图表和进化策略的图像特征点配准方法[J];大连理工大学学报;2005年03期

2 于起峰,孙祥一,陈国军;用光测图像确定空间目标俯仰角和偏航角的中轴线法[J];国防科技大学学报;2000年02期

3 唐自力,马彩文,刘波,单金玲,陈良红;单站光测图像确定空间目标三维姿态[J];光子学报;2004年12期

4 徐文立,张立华;一种基于几何推理的点模式匹配算法[J];中国科学E辑:技术科学;2002年04期

5 李永斌,张昌兵;飞行目标3维姿态测量的新方法[J];激光技术;2003年03期

6 冯林,张名举,贺明峰,戚正君;用改进的粒子群算法实现多模态刚性医学图像的配准[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年09期

7 孙焘,王秀坤,邵刚,冯林,贺明峰;二维点模式图像的仿射变换配准[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年07期

8 黄挚雄;张登科;黎群辉;;蚁群算法及其改进形式综述[J];计算技术与自动化;2006年03期

9 苏成,徐迎庆,李华,刘慎权,李冬果;判定P3P问题正解数目的充要条件[J];计算机学报;1998年12期

10 孙冬梅,裘正定;基于确定性退火技术的鲁棒性的点匹配算法[J];计算机学报;2002年06期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 梁栋;基于多视图的参数估计与形状重构[D];安徽大学;2002年

2 尚洋;基于视觉的空间目标位置姿态测量方法研究[D];国防科学技术大学;2006年

3 谭志国;点模式匹配及应用研究[D];国防科学技术大学;2008年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 闫龙;;立体视觉技术的发展与应用[J];机电产品开发与创新;2010年04期

2 李志升,李莉,高世宏,金贵昌,薛娜,李玉英;用白噪声图立体视觉检查仪对飞行员立体视觉的检查[J];中华航空医学杂志;1996年01期

3 葛霁光;立体视觉深度认知机理研究[J];科学技术与工程;2004年06期

4 刘宛予;唐志健;朱跃敏;刘文辉;胡珊;张延丽;王丽会;I.E.Magnin;;新的超声立体视觉数据增强技术[J];光学精密工程;2008年09期

5 温聚英;路鹰;梁雅军;张琦;陈世立;;基于立体视觉的飞行器运动姿态测量技术及其应用[J];宇航计测技术;2013年02期

6 邢秀庭;;视作业环境对机车乘务员立体视觉影响因素的调查[J];铁道劳动卫生通讯;1984年04期

7 聂润泉;张吕超;邢秀庭;潘论典;;静态立体视觉检查仪的原理和应用[J];医疗器械;1986年01期

8 袁樵;立体视觉与前照灯光型模拟[J];灯与照明;2000年06期

9 杨永跃,邓善熙,丁兴号;视觉仿生与立体视觉测量[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2001年06期

10 谢小荣;吴德新;江涛;;立体视觉视频孔探仪及其应用[J];机电产品开发与创新;2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王幼生;詹敏;代秋楠;;立体视觉的研究进展[A];第十二届广东省视光学学术会议专题讲座、论文汇编[C];2009年

2 陆晓奋;;立体视觉技术的现状与发展预测[A];中国图象图形学学会立体图象技术专业委员会学术研讨会论文集(第三期)[C];2009年

3 阎冰;赵占娟;迟洪华;;立体视觉及其影响因素[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年

4 任重;邵军力;;三目立体视觉方法的研究[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年

5 靳波;葛霁光;;立体视觉深度刺激诱发认知响应数据采集系统[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年

6 吴新年;汪云九;;立体视觉计算模型的惟一性约束[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年

7 李德广;李科杰;高丽丽;;基于多尺度多方向相位匹配的立体视觉方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

8 赵虹;于海滨;刘济林;;立体视觉技术在嵌入式客流统计系统中的应用[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年

9 邱阳;白立芬;李庆祥;徐毓娴;;基于边缘和区域联合匹配的立体视觉新方法[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年

10 胡志萍;欧宗瑛;李云峰;;海上工作平台固定用导管架下水运动参数立体视觉测定[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 北京武警总队医院眼科 副主任医师 陶海;[N];家庭医生报;2006年

2 ;[N];中国电子报;2009年

3 本报见习记者 唐闻佳;[N];文汇报;2010年

4 本报记者 杨明;[N];中国工业报;2010年

5 武警总医院眼科泪器病中心主任 陶海;[N];保健时报;2010年

6 本报记者 徐建华;[N];中国质量报;2010年

7 程晓宁;[N];21世纪经济报道;2009年

8 王延文;[N];中国老年报;2004年

9 武警总医院眼科泪器病中心主任 陶海;[N];北京日报;2010年

10 钱 伟;[N];大众科技报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 丁菁汀;立体视觉在实际应用中的若干问题研究[D];浙江大学;2012年

2 林慧英;基于立体视觉的汽车车身与车轴位置偏差检测系统的研究[D];吉林大学;2008年

3 杜歆;用于导航的立体视觉系统[D];浙江大学;2003年

4 侯建;月球车立体视觉与视觉导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 李戈;基于并行处理的机器人立体视觉伺服系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

6 刘欢;基于立体视觉的多气囊柔性人体腹部重建研究[D];东华大学;2014年

7 唐克伦;三坐标机与立体视觉的系统集成与信息融合的关键技术研究[D];重庆大学;2008年

8 陈华华;视觉导航关键技术研究:立体视觉和路径规划[D];浙江大学;2005年

9 蔡岭;基于立体视觉的目标检测与跟踪[D];上海交通大学;2011年

10 闫龙;便携型立体视觉测量系统相关技术研究[D];山东大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 丁希斌;一种基于立体视觉的植物病斑定位获取技术研究[D];浙江大学;2015年

2 刘少强;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];天津理工大学;2015年

3 焦英魁;球面立体视觉三维重建技术研究[D];天津理工大学;2015年

4 谢鹏;基于立体视觉的特征跟踪方法研究[D];天津理工大学;2015年

5 周鼎;基于立体视觉的非合作航天器相对状态估计[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 郭霏;平时饮酒与立体视觉损伤的关系[D];首都师范大学;2009年

7 汪雪君;立体视觉测试装置的软硬件设计与实现[D];南京理工大学;2013年

8 漆喜庆;旋转立体视觉方法研究[D];浙江工业大学;2007年

9 田浩鹏;基于单目转双目的立体视觉技术研究[D];哈尔滨理工大学;2011年

10 钱光武;基于立体视觉的触控改进技术研究[D];昆明理工大学;2012年


  本文关键词:基于立体视觉的非合作航天器相对状态估计,,由笔耕文化传播整理发布。



本文编号:242984

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/242984.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户03e01***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com