偏航角对P3P位姿测量鲁棒性的影响分析

本文从工程应用的角度出发,在三个控制点构成等腰三角形且仅考虑图像坐标检测误差的条件下,研究偏航角对P3P位姿测量方法鲁棒性的影响.首先在理论上推导出位姿参数误差与图像坐标检测误差间的关系,在此基础上通过简化条件下的理论推导结合一般条件下的统计分析得到当偏航角为0°时,测量位姿的鲁棒性较好.这一结论对位姿测量系统的设计具有一定的指导意义.     

基于三条相互垂直直线的单目位姿估计

基于单目视觉的位姿估计是计算机视觉中的典型问题之一。文中利用目标物体上的三条相互垂直的直线特征和相机像平面上这些特征的对应获得已标定相机相对于目标物体的位姿参数,给出其闭式求解方法,并证明问题解的数量与相机光心和三条直线的相对位置有关。当光心位于两个特殊平面以外时存在唯一解,反之若在该两个平面之间则存在两个解,并且这两个解具有对称性,该性质可作为合理解的判别依据。由于三条相互垂直的直线是长方体的三条边缘,而长方体在现实世界中广泛存在,该结论为应用直线特征进行单目视觉位姿估计及合作目标设计提供理论依据。     

P3P位姿测量方法的误差分析

从工程应用的角度出发,在三个控制点构成等腰三角形的条件下,研究P3P位姿测量方法的误差与输入参数误差的关系。首先在理论上推导出测量位姿误差与输入参数误差间的关系,在此基础上通过误差统计分析和直接仿真验证的方式得到在输入误差中,图像坐标的检测误差和像机内参数标定误差对测量位姿误差的影响较大,而目标模型的测量误差对测量位姿误差的影响可以忽略不计的结论。这对位姿测量系统的设计与实现具有一定的指导意义。     

基于门形三条直线的P3L问题的闭式解

研究了应用线特征进行摄像机位姿测量的三线透视问题（P3L）在三条直线共面并成门形摆放时的闭式解问题，研究了该种情况下解的特性，得出当摄像机光心位于过三条直线的两个交点且垂直于三条直线的平面时，该问题存在无穷多解，当光心不在此平面时则存在唯一解，应用几何方法给出了该结论的证明，给出闭式解求解方法，对该方法进行的计算机仿真证明了方法的正确性，该方法对实际应用有一定的指导意义。     

Z形三线透视问题的闭式解和性质

三线透视(perspective-three-line,P3L)问题指应用三条直线及它们的2D-3D对应关系进行相机位姿测量,该问题是单目视觉中的典型问题,一般隋况下P3L问题具有多解的特性,本文研究了P3L问题的一种特例,即当三条直线形成Z形时的情况,证明了在此情况下P3L问题解的数量与相机光心相对于3条直线的位置有关,当光心位于某一特殊区域内时存在唯一解,该结果对工程应用中利用直线特征进行位姿测量具有指导意义,本文还给出了此种情况下问题的闭式解法,实验结果验证了结论的正确性.     

基于点特征的位姿测量系统鲁棒性分析

从工程应用的角度出发,在P3P问题有唯一解的条件下,研究位姿误差对图像坐标检测误差的鲁棒性。通过简化条件下的理论推导并结合一般条件下的仿真实验,证明了由图像坐标检测误差引起的位姿误差随摄像机焦比的增大而减小。与主点坐标无关,随着目标模型中特征点间距离的增大而减小,随着测量距离的增大而增大等结论。这些结论对位姿测量系统的设计具有一定的指导意义。     

基于积分图像的快速二维Otsu算法

Otsu自适应阈值算法是图像分割的经典方法之一,在其基础上发展起来的二维Otsu阈值算法却因为计算复杂而制约了其应用.本文针对二维Otsu的耗时瓶颈问题,引入积分图像简化了二维直方图最佳阈值搜索过程的计算复杂度,从而大大缩短了算法处理时间.实验结果表明,本文提出的算法在分割效果上与原始算法完全相同,但计算时间远远小于后者,具有很好的实时性.     

横滚角对P3P位姿测量方法鲁棒性的影响分析

从工程应用的角度出发,在三个控制点构成等腰三角形且仅考虑图像坐标检测误差的条件下,研究了横滚角对P3P位姿测量方法鲁棒性的影响.首先在理论上推导出位姿参数误差与图像坐标检测误差间的关系,在此基础上通过简化条件下的理论推导结合一般条件下的统计分析得到如下结论:当横滚角为0°或±90°时,测量位姿的鲁棒性较好,而当横滚角为±45°或±135°时,测量位姿的鲁棒性最差.这一结论对位姿测量系统的设计具有一定的指导意义.     

一种多移动机器人避碰规划方法

本文采用集中预规划方法,通过调整机器人的运动速度实现多机器人避碰,所提算 法的基本思想为：将机器人的运动路径分段,然后按避碰要求对机器人通过各段的时间进行 约束,从而将避碰问题转化为高维线性空间的优化问题,并进一步将其转化为线性方程的求 解,使问题具有明确的解析解．由于该方法的复杂度较高,在实现过程中采用了多种方法降 低复杂度,简化计算．本文给出了该算法的基本思路,有关定理及证明,算法的化简方法, 最后给出了实验结果及分析．     

位姿测量结果对标定误差的鲁棒性分析

在三个控制点构成等腰三角形的前提下,研究P3P位姿测量结果对像机内参数标定误差的鲁棒性.采用简化条件下的理论推导结合一般条件下的仿真实验,得到了像机内参标定误差引起的位姿测量结果误差与像机焦比成反比,与主点坐标无关,随控制点间距离的增大而减小,随测量距离的增大而增大;6个位姿量中,除光轴方向平移量的误差主要受焦比误差的影响外,其它主要受主点坐标误差的影响等结论.