基于矩形几何特性的小型无人机快速位姿估计方法

• 作者: 刘树光 孙秀霞 洪洋 王栋 王瀚林
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 机器视觉 位姿估计 矩形几何特性 共面性特征 参数优化
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 测量与计量
• 页码范围: 226-238
• 页数: 13页
• 分类号: TP391.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201643.0508006

摘要

为了更加实时、精确地实现小型无人机视觉导航,利用矩形的几何特性以及空间点、线的共面特征,提出了一种基于单目视觉的位姿分步估计方法.该方法在任意位置对空间矩形进行拍摄,通过获取的一对正交消隐点,确立无穷远点在像平面的投影关系,完成姿态估计;利用光心、空间矩形以及其投影的共面性特征建立约束方程,求解空间矩形在摄像机坐标系下的法向量,结合欧氏空间线性变换的不变性,实现摄像机坐标系中矩形4顶点坐标的线性求解,并根据空间点在世界坐标系与摄像机坐标系间的转换关系,完成位置估计.为了抑制图像噪声对位姿估计的影响,建立基于空间点、线共面特征的指标函数,利用NM寻优算法实现对位姿参数的非线性优化.实验结果表明,该算法具有计算精度高、实时性强、适用范围广的优点,设计的优化算法能够有效地抑制图像噪声,提高了位姿估计的稳健性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘树光		34	122	7.0	9.0
2	孙秀霞		169	1529	19.0	30.0
3	王栋		22	84	5.0	8.0
4	洪洋		5	6	2.0	2.0
5	王瀚林		2	1	1.0	1.0