大视距柱面镜线阵相机位姿测量系统设计与性能验证

本研究论文主要探讨了大视距视觉位姿测量系统的设计与建模，着重于解决在长距离范围内的高精度定位和姿态估计问题。研究人员提出了一个分段式位姿测量方法，该方法利用了柱面镜线阵相机的独特特性。通过柱面镜的成像方程，构建了一个远段图像测量子系统的线性三维坐标测量模型。这种方法允许系统在远距离（5~35米）内实现高精度的相对位置测量，精度达到小于0.5%的水平，同时具有较低的方均根误差，约为40毫米。 对于近段图像测量子系统，文中关注的是单目位姿测量问题。针对这一挑战，研究人员提出了一种创新的策略，即基于线性初始解的迭代位姿优化方法。这种方法能够在近距离（5米以内）内提供优良的性能，姿态测量误差控制在小于1°的范围内，确保了系统在大视距环境下的稳定和准确性。 整个系统设计的关键在于标定各线阵相机的外部参数，这一步采用了最小化物方空间误差的方法，确保了成像的精确性和一致性。此外，论文还强调了与机器视觉、位姿测量、单目视觉以及合作靶标的紧密联系，这些技术共同支撑起大视距环境下复杂场景的精确感知。 总结来说，这篇论文不仅提供了理论模型，还进行了实际的实验验证，展示了在大视距条件下如何有效地进行视觉位姿测量，这对于许多工业应用，如机器人导航、无人机控制或远程监控等领域具有重要的实践价值。通过这个系统，我们可以期待在远程环境中实现更高效和精确的位置和姿态控制。