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基于单目视觉的空间非合作目标相对姿态估计方法 被引量：3
1
作者 杨长才 魏丽芳 +1 位作者 周术诚 田金文 《福建农林大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第6期657-661,共5页
提出一种基于单目视觉的连续多帧空间非合作目标姿态估计算法.根据目标主体主轴方向和太阳能帆板方向将目标姿态切分成姿态子空间,采用方向Chamfer匹配在姿态子空间中搜寻与目标匹配的候选姿态.通过连续多帧候选姿态的方向Chamfer匹配... 提出一种基于单目视觉的连续多帧空间非合作目标姿态估计算法.根据目标主体主轴方向和太阳能帆板方向将目标姿态切分成姿态子空间,采用方向Chamfer匹配在姿态子空间中搜寻与目标匹配的候选姿态.通过连续多帧候选姿态的方向Chamfer匹配代价和转移代价来构建轨迹的总代价,采用动态规划对轨迹代价进行优化.结果表明该算法求解精度高,鲁棒性好. 展开更多
关键词 单目视觉 空间非合作目标 相对姿态估计 姿态子空间 动态规划
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基于并行模型自适应滤波的空间目标相对位姿估计 被引量：2
2
作者 熊凯 魏春岭 辛优美 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2019年第1期9-14,共6页
扩展卡尔曼滤波(EKF)的估计精度受限于测量噪声统计特性的准确程度,如果敏感器测量噪声方差偏离其标称值,将会对滤波性能产生不利影响.尽管自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)能够对测量噪声方差进行估计,但是,噪声特性准确的情况下,AEKF的性... 扩展卡尔曼滤波(EKF)的估计精度受限于测量噪声统计特性的准确程度,如果敏感器测量噪声方差偏离其标称值,将会对滤波性能产生不利影响.尽管自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)能够对测量噪声方差进行估计,但是,噪声特性准确的情况下,AEKF的性能往往不及传统EKF.针对上述问题,本文提出一种并行模型自适应滤波(PMAF),基于特定的自适应率将EKF和AEKF结合起来,使得在先验信息准确的情况下,EKF在状态估计中起主导作用;相反,在实际噪声方差偏离标称值时,令AEKF起主导作用.这样,即能有效削弱测量噪声统计特性不确定性对滤波性能的影响,又能确保正常情况下的估计精度.以空间目标相对位姿估计为例,通过数学仿真对EKF、AEKF和PMAF进行了对比研究,表明所提算法的综合性能优于传统方法. 展开更多
关键词 自适应扩展卡尔曼滤波 迭代方差估计 空间目标 相对位姿 状态估计
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基于估计参数的飞行器编队飞行相对姿态控制 被引量：2
3
作者 高有涛 陆宇平 徐波 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期283-288,共6页
本文建立了空间飞行器编队飞行的相对姿态动力学模型,用姿态四元数表示的动力学模型避免了大角度相对姿态变化时的奇异问题.利用Lyapunov理论控制方法,设计了带神经网络参数估计器的自校正控制器,减轻了编队飞行器的测量和通信负担.证... 本文建立了空间飞行器编队飞行的相对姿态动力学模型,用姿态四元数表示的动力学模型避免了大角度相对姿态变化时的奇异问题.利用Lyapunov理论控制方法,设计了带神经网络参数估计器的自校正控制器,减轻了编队飞行器的测量和通信负担.证明了控制器对模型误差具有较好的鲁棒性.仿真结果验证了参数估计器可以准确的估计未知参数;基于估计参数的控制器可以实现相对姿态的较精确控制. 展开更多
关键词 相对姿态 神经网络 参数估计 自校正控制器
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无人直升机着陆控制的视觉图像特征处理算法 被引量：6
4
作者 丁伟 徐锦法 蒋鸿翔 《计算机仿真》 CSCD 2008年第2期212-214,256,共4页
基于视觉的无人直升机着陆是无人直升机着陆控制中的主要发展方向,视觉图像处理算法将直接影响无人直升机姿态估计以及着陆控制精度。提出了一种应用于无人直升机着陆控制的视觉图像特征处理算法,对目标灰度图像进行阈值处理,边界跟踪,... 基于视觉的无人直升机着陆是无人直升机着陆控制中的主要发展方向,视觉图像处理算法将直接影响无人直升机姿态估计以及着陆控制精度。提出了一种应用于无人直升机着陆控制的视觉图像特征处理算法,对目标灰度图像进行阈值处理,边界跟踪,利用凸四边形几何特点提取特征点,最后将所有特征点标记出来。实验结果显示提出的算法即能满足实时处理速度要求,也能满足较高的特征点定位精度要求。这一方法可用于无人直升机着陆控制的相对位置姿态估计。 展开更多
关键词 无人直升机着陆 计算机视觉 相对位姿估计 特征处理
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对空间碎片的相对位姿估计 被引量：13
5
作者 宋亮 李志 马兴瑞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期906-915,共10页
针对几何、质量特性参数均未知的空间碎片,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对位姿估计算法。该算法以单目相机获得的目标图像特征视线信息作为测量输入,以目标姿态、姿态角速度、惯量比、相对位置、相对速度和特征位置作为滤波状... 针对几何、质量特性参数均未知的空间碎片,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对位姿估计算法。该算法以单目相机获得的目标图像特征视线信息作为测量输入,以目标姿态、姿态角速度、惯量比、相对位置、相对速度和特征位置作为滤波状态。对算法进行可观性分析,给出两个可以保证算法可观性的条件。分别针对不同条件进行数值仿真,仿真结果表明新算法能够对几何和质量参数未知的空间碎片进行有效的相对位姿估计。 展开更多
关键词 单目相机 相对位姿估计 未知空间目标 视觉相对导航 扩展卡尔曼滤波
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基于激光成像雷达的未知目标相对位姿估计算法 被引量：9
6
作者 宋亮 李志 马兴瑞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1103-1111,共9页
为解决对空间未知目标的相对位置、姿态估计问题,以激光成像雷达作为测量敏感器,提出了基于扩展Kalman滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的相对位姿估计算法。采用迭代最近点算法(Iterative Closest Point,ICP)对激光雷达的点云测量数... 为解决对空间未知目标的相对位置、姿态估计问题,以激光成像雷达作为测量敏感器,提出了基于扩展Kalman滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的相对位姿估计算法。采用迭代最近点算法(Iterative Closest Point,ICP)对激光雷达的点云测量数据进行解算,得到相对位姿粗值并将其作为位姿估计算法的测量输入。以相对姿态、角速度、惯量比、相对位置、相对速度和目标测量参考系的位姿作为滤波状态,算法在对相对位置和姿态估计的同时,可辨识出目标的未知参数。为提高数值仿真的可信度,用Geomagic软件模拟点云测量。采用Matlab进行数值仿真,验证了新算法的有效性。 展开更多
关键词 激光成像雷达 相对位姿估计 未知目标 视觉相对导航 扩展卡尔曼滤波
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基于SoftPOSIT算法的单目视觉非合作目标相对位姿估计 被引量：4
7
作者 张鑫 张雅声 +1 位作者 程文华 姚红 《上海航天》 2016年第3期124-129,共6页
针对模型尺寸已知的非合作目标,在目标三维特征点和图像二维特征点坐标已知但匹配关系未知的条件下,对基于SoftPOSIT算法的非合作目标航天器间相对位姿估计方法进行了研究。SoftPOSIT算法将解决匹配的Softassign和解决位姿的POSIT两种... 针对模型尺寸已知的非合作目标,在目标三维特征点和图像二维特征点坐标已知但匹配关系未知的条件下,对基于SoftPOSIT算法的非合作目标航天器间相对位姿估计方法进行了研究。SoftPOSIT算法将解决匹配的Softassign和解决位姿的POSIT两种迭代方法融入一个迭代循环,建立全局目标函数,最小化目标函数就可在获得服务航天器与目标航天器相对位姿的同时确定三维点与二维点间的匹配关系。仿真结果表明由SoftPOSIT算法所得位态精度很高,算法正确有效。在不同条件下用该算法对某卫星位姿进行估计,发现算法的相对位置估计精度随目标与服务航天器相对距离增大而提高,而相对姿态角对估计精度的影响较小。 展开更多
关键词 非合作目标 相对位姿 单目视觉 SoftPOSIT算法 匹配关系 估计精度 目标三维特征点 图像二维特征点
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基于矢量约束的随机特征点选取算法 被引量：1
8
作者 马旭 程咏梅 郝帅 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2367-2374,共8页
无人机利用视觉在未知区域自主着降时,提取的特征点具有数量多、随机性强等特点。针对利用随机特征点进行位姿估计精度低、稳定性差的问题,提出一种基于矢量约束的随机特征点选取算法。首先通过分析位姿估计方程可知,特征点地理坐标是... 无人机利用视觉在未知区域自主着降时,提取的特征点具有数量多、随机性强等特点。针对利用随机特征点进行位姿估计精度低、稳定性差的问题,提出一种基于矢量约束的随机特征点选取算法。首先通过分析位姿估计方程可知,特征点地理坐标是影响方程组求解精度的重要因素;然后在引入矢量角均分度、矢量模值均值及矢量模值最大值三项约束指标基础上,制定了一种基于矢量约束的特征点选取策略;最后利用正交迭代算法对所选取的特征点进行位姿估计精度验证。实验结果表明,提出的算法相比于随机选取的特征点进行相对位姿估计精度更高,鲁棒性更强。 展开更多
关键词 随机特征点 相对位姿估计 矢量约束 正交迭代 未知区域
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