航空学报 > 2007, Vol. 28 Issue (4): 943-947

一种基于视觉成像的快速收敛的位姿测量算法及实验研究

张志勇,张靖,朱大勇   

  1. 电子科技大学 光电信息学院
  • 收稿日期:2006-05-15 修回日期:2006-12-04 出版日期:2007-07-10 发布日期:2007-07-10
  • 通讯作者: 张志勇

A Fast Convergent Pose Estimation Algorithm and Experiments Based on Vision Images

ZHANG Zhi-yong,ZHANG Jing,ZHU Da-yong   

  1. School of OptoElectronic Information, University of Electronic Science and Technology of China
  • Received:2006-05-15 Revised:2006-12-04 Online:2007-07-10 Published:2007-07-10
  • Contact: ZHANG Zhiyong

摘要:

由三维目标与其二维图像估计相对于目标的位置和姿态是计算机视觉成像中的一个重要问题。正交迭代(OI)算法是一种快速、且能全局收敛的姿态估计方法,但是当数据恶化时,不能给出正确的旋转矩阵。本文改进了该算法中旋转矩阵求解方法,避免了旋转矩阵求解中出现的错误。建立了模拟实验系统,使用改进的算法进行测量,在0.45~5.20 m的范围内,摄像机到目标距离的相对误差小于±0.41%;在距离为3 m时,旋转角度测量误差小于±1.8°。数学仿真结果表明,改进后算法的抗噪声能力得到改善,结果更为准确,且能快速收敛。

关键词: 近景摄影测量, 视觉导航, 计算机视觉, 位姿测量, 交会对接

Abstract:

Camera location and pose estimation from the 3D object and its 2D image are important problems in computer vision. The orthogonal iteration(OI) algorithm is analyzed, the rotational matrix solution is refined. Experiment results show that, using the improved algorithm, the relative errors of distance from camera to object are less than ±0.41%, in the range of 0.45~5.20 m, and the rotation angle errors are less than ±1.8° in a distance of 3 m.

Key words: closerange , photogrammetry,  , vision , navigation,  , computer , vision,  , pose , estimationr,  , rendezvous , and , docking

中图分类号: