月球车遥操作中的计算机视觉技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 月球探测遥操作技术发展现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 7

1.3 月面探测遥操作中的计算机视觉技术 9

1.3.1 着陆定位技术 9

1.3.2 导航定位技术 10

1.3.3 环境感知与重建技术 11

1.3.4 路径规划技术 12

1.3.5 小结 13

参考文献 13

第2章 相机内、外参数标定技术 16

2.1 概述 16

2.2 坐标转换参数概略值的快速计算方法 16

2.2.1 空间坐标转换 17

2.2.2 转换参数初值计算 19

2.2.3 实验 23

2.3 相机内参数标定 24

2.3.1 普通相机内参数标定 24

2.3.2 鱼眼镜头内参数标定 30

2.4 相机外参数求解 32

2.4.1 概述 32

2.4.2 外参数标定方法 33

2.5 相机内外参数的在线标定 36

参考文献 38

第3章 图像匹配技术 40

3.1 概述 40

3.2 图像匹配的预处理方法 41

3.2.1 图像匹配的数学化描述 41

3.2.2 图像预处理方法 43

3.2.3 图像分割 52

3.3 图像匹配方法 57

3.3.1 模板匹配 58

3.3.2 亚像素级匹配 62

3.3.3 仿射不变匹配 67

3.3.4 密集匹配 78

3.4 匹配点的粗差剔除 84

3.4.1 基于投影几何不变性的粗差剔除 84

3.4.2 基于随机抽样的粗差剔除 85

参考文献 87

第4章 着陆定位技术 89

4.1 概述 89

4.2 基于序列图像追踪的着陆点定位 89

4.2.1 数据及定位方法概述 89

4.2.2 降落序列图像匹配与着陆点定位 91

4.2.3 着陆器在高分辨率卫星图像上的定位 92

4.3 基于空间交会的定位 93

4.3.1 概述 93

4.3.2 单相机单片定位 94

4.3.3 单相机旋转多片定位 95

4.3.4 多相机着陆点定位 103

4.4 基于轨道器卫星图像匹配的着陆点定位 106

4.4.1 方法流程 106

4.4.2 LRO窄角相机严密几何模型 107

4.4.3 月球车位置提取 108

4.4.4 DEM辅助下单像测图方法 108

参考文献 109

第5章 导航定位技术 111

5.1 概述 111

5.2 定位模型构建方法 112

5.2.1 前方交会与后方交会联合定位方法 112

5.2.2 基于光束法平差的定位模型 115

5.3 定位误差方程的快速求解 122

5.3.1 逐点法化、消元求解法 122

5.3.2 循环分块求解方法 126

5.3.3 矩阵分块与分解结合求解法 126

参考文献 129

第6章 环境感知与重建技术 131

6.1 概述 131

6.2 DEM建模 131

6.2.1 基于规则网格的建模 131

6.2.2 基于不规则三角网格的建模 133

6.2.3 混合网格的建模 136

6.2.4 TIN与GRID的转换 136

6.3 DEM快速建模技术 137

6.3.1 基于KD树的数据分割方法 138

6.3.2 并行Delaunay算法 138

6.3.3 并行TIN-GRID转换算法 139

6.4 DEM数据内插 140

6.4.1 多项式拟合内插法 140

6.4.2 分块样条函数内插 141

6.4.3 移动拟合法 143

6.4.4 多面函数法内插 143

6.4.5 最小二乘配置法内插 146

6.4.6 有限元法内插 148

6.4.7 Kriging内插 149

6.5 DOM生成 150

参考文献 151

第7章 障碍物识别与路径规划技术 153

7.1 概述 153

7.2 月面环境中障碍物识别 153

7.2.1 坡度坡向计算 154

7.2.2 粗糙度计算 156

7.2.3 阶梯边缘检测计算 159

7.2.4 通视性计算 161

7.3 路径搜索 165

7.3.1 基于两点法的月球车路径规划 165

7.3.2 A路径搜索算法 172

参考文献 181

第8章 计算机视觉技术在嫦娥三号遥操作任务中的应用实例 183

8.1 概述 183

8.2 着陆器定位数据分析 183

8.2.1 基于序列图像追踪的着陆定位数据分析 183

8.2.2 基于LRO图像的着陆点绝对定位数据分析 187

8.3 巡视导航定位数据分析 190

8.3.1 导航点定位总体描述 190

8.3.2 导航点定位精度分析 190

8.4 环境感知与地形重建数据分析 195

8.4.1 导航相机地形感知构建数据分析 195

8.4.2 避障相机地形感知构建数据分析 197

8.5 路径规划数据分析 198

8.5.1 两器互拍时的近距离路径规划数据分析 198

8.5.2 两器互拍时的远距离路径规划数据分析 201

参考文献 204