探索基于多线阵相机的定位算法与误差补偿

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1、沈阳工业大学硕士学位论文基于多线阵相机的定位算法与误差补偿姓名：彭文东申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：孙茂相;董再励20040229沈阳工业大学硕士学位论文摘要精确、可靠、高效的位姿检测技术与基于环境信息的空间定位系统是提高智能、自主作业系统适应能力的关键技术，目前采用的双目或单目立体视觉因信息处理复杂，可靠性和实时性差，在实际作业中都无法满足要求。使用线阵PSD构成的空间定位系统其实时眭和相对分辨率较高，线阵光电器件采样速度足够快，可以满足动态条件下实时定位要求。另外，加上调制信号，使其具有非常

2、好的全天候使用性能。本文针对基于多线阵相机的空间定位系统这一课题开展研究，主要工作可概述如下：首先提出了PSD光电定位系统的数学模型，研究了PSD的定位机理，在线性模型的基础上提出补偿算法，另外又应用人工神经网络方法对定位系统建模，实现了对窄间目标点的定位。其次根据定位原理对系统进行设计。本定位系统由信号源、测量头、信号预处理、多路信号采集板、数据处理与定位计算、电源等功能模块构成。采用红外调制光源，通过信号处理等一系列技术手段实现了该定位系统对有效的位置信号的提取，提高了系统的环境适应性和观测系统的鲁棒性，保证了测

3、量系统的3D位置测量精度。最后分析了系统误差产生的原因，通过一系列技术手段进行补偿和抑制，从而提高系统的定位精度。总之，用多线PSD相机对目标点进行空间位置测量是可行的。采样速度快、分辨率高，系统的位置测量精度能够满足许多应用领域的位置检测要求，可以完成空间目标物体的高精度位姿测量和轨迹跟踪。关键词：PSD，补偿算法，人工神经网络，调制光源，信号处理。。鲨堕兰些盔堂堡主鲨鲨塞3Dlocationmethodanderrorcorrectionbasedonmulti-linearPSDcamerasAbstractT

4、heprecise，reliable，andhigheffectivepositionmeasurementandspacelocationsystembased00environmentalinformationis出ekeytechniqueappliedtoimprovetheadaptingabilityoftheautonomousmobilevehicle．Atpresent，becauseofthecomplicatedinformationprocessing，3Dvisionhasbadreliab

5、ilityandspeedinessandcan’tmeettherequirementinrealwork．Thespacelocationsystembasedontheone—dimensionalPSDhasthehi曲speedinessandprecision．Withthefastsamplingvelocity，itCanrealizerealtimelocationindynamicenvironment．Whenmodulatedsignalisused，ithasthegoodfeatureof

6、workinginallweather．ThispaperresearchesthelocationsystemwithPSD．Themainworkasfollows：Atfirst，thepaperputsforwardthemathematicalmodelofthespacelocationsystem，thelocationprincipleofPSDandthecorrectionalgorithmbasedonthepin-holemodel．Inaddition，artificialneutralne

7、tworkisappliedbuildthemodelofthesystemtOrealizethelocationofthespaceobjectpoint．Then，thesystemisdesignedaccordingtothelocationprinciple．Thesystemiscomposedofsomefunctionalmodulesincludingthesignalsource，thePSDcameras，thesignalprocessingcircuit，themultiplexerboa

8、rd，dataprocessingandthelocationcomputation，poweretc．Themodulatedinfraredsourceandaseriesofmethodofsignalprocessingisappliedtorealizetheacquisitionoftheavailablesignal．Theada