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用于无人机导航的光流测速优化方法
被引量：
7
1
作者
杨盛伟
赵伟
刘建业
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2019年第1期8-11,16,共5页
针对在无人机视觉导航过程中光流信息易受前景运动物体与噪声影响造成测速精度下降的问题,基于Mean-Shift算法提出了一种光流测速优化方法。该方法使用Lucas-Kanade光流算法计算出稀疏光流后,采用改进的Mean-Shift算法对光流数据进行聚...
针对在无人机视觉导航过程中光流信息易受前景运动物体与噪声影响造成测速精度下降的问题,基于Mean-Shift算法提出了一种光流测速优化方法。该方法使用Lucas-Kanade光流算法计算出稀疏光流后,采用改进的Mean-Shift算法对光流数据进行聚类处理,根据速度的一致性剔除光流数据中的干扰项。实验结果表明,该优化方法可以有效地减少前景运动物体和噪声对无人机光流测速的影响,提高无人机测速的精度。
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关键词
无人机
视觉导航
光流
信息
光流
测速
MEAN-SHIFT
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职称材料
基于模糊核均值聚类优化的光流测速方法
被引量：
1
2
作者
闫宝龙
赵东花
+4 位作者
刘晓杰
吴新冬
闫德利
王晨光
申冲
《导航定位与授时》
CSCD
2022年第6期101-107,共7页
光流算法作为一种载体速度测量方法,易受光照变化、物体相对移动影响,最终导致速度信息获取不准确。为了提高载体运动速度解算精度,提出了一种基于模糊核均值聚类算法优化的金字塔Lucas-Kanade光流测速方法(FKCM-金字塔LK)。该方法首先...
光流算法作为一种载体速度测量方法,易受光照变化、物体相对移动影响,最终导致速度信息获取不准确。为了提高载体运动速度解算精度,提出了一种基于模糊核均值聚类算法优化的金字塔Lucas-Kanade光流测速方法(FKCM-金字塔LK)。该方法首先通过金字塔LK光流算法得到稀疏光流,然后使用模糊核均值聚类算法对稀疏光流数据进行聚类处理,最终建立光流与实验平台运动参数之间的关系,并得到准确的速度信息。实验结果表明,提出的基于模糊核均值聚类算法优化的金字塔LK光流测速方法不仅可以有效地减少物体相对移动对光流测速的影响,而且与现有其他光流测速方法相比,速度测量精度得到显著提高。
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关键词
模糊核均值聚类算法
光流
信息
金字塔LK
光流
算法
光流
测速
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职称材料
基于改进容积卡尔曼滤波的惯性/光流组合自主测速方法
被引量：
1
3
作者
闫宝龙
赵东花
+4 位作者
刘晓杰
吴新冬
闫德利
王晨光
申冲
《导航定位与授时》
CSCD
2021年第3期15-19,共5页
针对容积卡尔曼滤波算法在惯性/光流组合测速数据融合时出现由于各系统输出数据频率不一致导致融合精度有限的问题,提出了一种基于多速率残差校正的改进容积卡尔曼滤波算法。通过当前时刻误差估算组合导航系统残差,再使用估算后的残差...
针对容积卡尔曼滤波算法在惯性/光流组合测速数据融合时出现由于各系统输出数据频率不一致导致融合精度有限的问题,提出了一种基于多速率残差校正的改进容积卡尔曼滤波算法。通过当前时刻误差估算组合导航系统残差,再使用估算后的残差对速度估计值进行补偿,最终实现惯性/光流组合系统速度测量值的数据融合。实验结果表明,通过提出的改进容积卡尔曼滤波对惯性/光流数据进行融合后,东向速度均方根误差为0.2964m/s,北向速度均方根误差为0.06m/s,与现有其他卡尔曼滤波算法相比,此方法可显著提高惯性/光流组合系统的速度测量精度。
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关键词
光流
测速
惯性导航系统
容积卡尔曼滤波
信息融合
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职称材料
基于互相关的光流测速法在湍流热对流中的应用
4
作者
田野
黄仕迪
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2022年第2期215-222,I0004,共9页
同时准确地测量大尺度流动结构和小尺度湍流统计特性对于理解湍流的能量传递规律有着重要意义。尽管粒子成像测速(PIV)技术得到了广泛的应用,但由于算法原理的要求以及商用相机分辨率的限制,PIV技术在同时获取大、小尺度流动特性方面并...
同时准确地测量大尺度流动结构和小尺度湍流统计特性对于理解湍流的能量传递规律有着重要意义。尽管粒子成像测速(PIV)技术得到了广泛的应用,但由于算法原理的要求以及商用相机分辨率的限制,PIV技术在同时获取大、小尺度流动特性方面并不实用。另一方面,近年来逐渐引起关注的光流测速法虽然可以实现单像素分辨率的大区域速度场测量,但其准确性通常受限于应用场景而难以保证。本文采用一种基于互相关的光流测速法来分析RayleighBénard对流的粒子图像,进而同时获得全局速度场和小尺度湍流特性。结果表明,这种方法不仅可以获得与PIV技术一致的全局场和流动强度,还能有效地解析出湍流耗散区的速度结构函数。进一步的,分别基于速度结构函数和定义直接计算而获得的能量耗散率不仅在数值大小上互相吻合,还与直接数值模拟的结果以及理论预测相一致。这些结果表明基于互相关的光流测速法在同时测量大尺度流动结构和小尺度统计特性上有很好的应用潜力。
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关键词
光流
测速
法
互相关
湍流热对流
速度结构函数
能量耗散率
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职称材料
题名
用于无人机导航的光流测速优化方法
被引量：
7
1
作者
杨盛伟
赵伟
刘建业
机构
南京航空航天大学自动化学院
出处
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2019年第1期8-11,16,共5页
基金
装备预研基金重点项目(6140517020101)
文摘
针对在无人机视觉导航过程中光流信息易受前景运动物体与噪声影响造成测速精度下降的问题,基于Mean-Shift算法提出了一种光流测速优化方法。该方法使用Lucas-Kanade光流算法计算出稀疏光流后,采用改进的Mean-Shift算法对光流数据进行聚类处理,根据速度的一致性剔除光流数据中的干扰项。实验结果表明,该优化方法可以有效地减少前景运动物体和噪声对无人机光流测速的影响,提高无人机测速的精度。
关键词
无人机
视觉导航
光流
信息
光流
测速
MEAN-SHIFT
Keywords
UAV
visual navigation
optical flow information
optical flow velocimetry
Mean-Shift
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于模糊核均值聚类优化的光流测速方法
被引量：
1
2
作者
闫宝龙
赵东花
刘晓杰
吴新冬
闫德利
王晨光
申冲
机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
中北大学仪器与电子学院
中北大学信息与通信工程学院
出处
《导航定位与授时》
CSCD
2022年第6期101-107,共7页
基金
国家自然科学基金(61973281,51821003)。
文摘
光流算法作为一种载体速度测量方法,易受光照变化、物体相对移动影响,最终导致速度信息获取不准确。为了提高载体运动速度解算精度,提出了一种基于模糊核均值聚类算法优化的金字塔Lucas-Kanade光流测速方法(FKCM-金字塔LK)。该方法首先通过金字塔LK光流算法得到稀疏光流,然后使用模糊核均值聚类算法对稀疏光流数据进行聚类处理,最终建立光流与实验平台运动参数之间的关系,并得到准确的速度信息。实验结果表明,提出的基于模糊核均值聚类算法优化的金字塔LK光流测速方法不仅可以有效地减少物体相对移动对光流测速的影响,而且与现有其他光流测速方法相比,速度测量精度得到显著提高。
关键词
模糊核均值聚类算法
光流
信息
金字塔LK
光流
算法
光流
测速
Keywords
Fuzzy kernel clustering algorithm
Optical flow information
Pyramidal LK optical flow algorithm
Optical flow velocimetry
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
V249.329 [自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于改进容积卡尔曼滤波的惯性/光流组合自主测速方法
被引量：
1
3
作者
闫宝龙
赵东花
刘晓杰
吴新冬
闫德利
王晨光
申冲
机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
中北大学仪器与电子学院
中北大学信息与通信工程学院
出处
《导航定位与授时》
CSCD
2021年第3期15-19,共5页
基金
国家自然科学基金(61973281,51821003)。
文摘
针对容积卡尔曼滤波算法在惯性/光流组合测速数据融合时出现由于各系统输出数据频率不一致导致融合精度有限的问题,提出了一种基于多速率残差校正的改进容积卡尔曼滤波算法。通过当前时刻误差估算组合导航系统残差,再使用估算后的残差对速度估计值进行补偿,最终实现惯性/光流组合系统速度测量值的数据融合。实验结果表明,通过提出的改进容积卡尔曼滤波对惯性/光流数据进行融合后,东向速度均方根误差为0.2964m/s,北向速度均方根误差为0.06m/s,与现有其他卡尔曼滤波算法相比,此方法可显著提高惯性/光流组合系统的速度测量精度。
关键词
光流
测速
惯性导航系统
容积卡尔曼滤波
信息融合
Keywords
Optical flow velocity measurement
Inertial navigation system
Cubature Kalman filter
Information fusion
分类号
V217.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于互相关的光流测速法在湍流热对流中的应用
4
作者
田野
黄仕迪
机构
南方科技大学力学与航空航天工程系
南方科技大学复杂流动及软物质研究中心
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2022年第2期215-222,I0004,共9页
基金
国家自然科学基金(11702128,91752201,11961160719)。
文摘
同时准确地测量大尺度流动结构和小尺度湍流统计特性对于理解湍流的能量传递规律有着重要意义。尽管粒子成像测速(PIV)技术得到了广泛的应用,但由于算法原理的要求以及商用相机分辨率的限制,PIV技术在同时获取大、小尺度流动特性方面并不实用。另一方面,近年来逐渐引起关注的光流测速法虽然可以实现单像素分辨率的大区域速度场测量,但其准确性通常受限于应用场景而难以保证。本文采用一种基于互相关的光流测速法来分析RayleighBénard对流的粒子图像,进而同时获得全局速度场和小尺度湍流特性。结果表明,这种方法不仅可以获得与PIV技术一致的全局场和流动强度,还能有效地解析出湍流耗散区的速度结构函数。进一步的,分别基于速度结构函数和定义直接计算而获得的能量耗散率不仅在数值大小上互相吻合,还与直接数值模拟的结果以及理论预测相一致。这些结果表明基于互相关的光流测速法在同时测量大尺度流动结构和小尺度统计特性上有很好的应用潜力。
关键词
光流
测速
法
互相关
湍流热对流
速度结构函数
能量耗散率
Keywords
optical flow velocimetry
cross correlation
turbulent thermal convection
velocity structure function
energy dissipation
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
用于无人机导航的光流测速优化方法
杨盛伟
赵伟
刘建业
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2019
7
下载PDF
职称材料
2
基于模糊核均值聚类优化的光流测速方法
闫宝龙
赵东花
刘晓杰
吴新冬
闫德利
王晨光
申冲
《导航定位与授时》
CSCD
2022
1
下载PDF
职称材料
3
基于改进容积卡尔曼滤波的惯性/光流组合自主测速方法
闫宝龙
赵东花
刘晓杰
吴新冬
闫德利
王晨光
申冲
《导航定位与授时》
CSCD
2021
1
下载PDF
职称材料
4
基于互相关的光流测速法在湍流热对流中的应用
田野
黄仕迪
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
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