吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (6): 1592-1597.

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基于立体视觉的月球车运动估计算法

曹凤萍1,2,王荣本2   

  1. 1.山东交通学院 汽车工程系|济南 250023;2.吉林大学 交通学院|长春 130022
  • 收稿日期:2010-12-06 出版日期:2011-11-01 发布日期:2011-11-01
  • 通讯作者: 王荣本(1946-),男,教授,博士生导师.研究方向:车辆工程,智能系统. E-mail:wrb@jlu.edu.cn
  • 作者简介:曹凤萍(1983-),女,讲师,博士.研究方向:智能车辆,车辆检测.E-mail:cao2138@163.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(50675086).

Stereovision based ego-motion estimation algorithm for lunar rover

CAO Feng-ping1,2, WANG Rong-ben2   

  1. 1.Department of Automobile Engineering, Shandong Jiaotong University, Jinan 250023,China;2.College of Transportation, Jilin University, Changchun 130022,China
  • Received:2010-12-06 Online:2011-11-01 Published:2011-11-01

摘要:

为了满足月球车自主导航的需要,提出了一种仅仅依靠月球车视觉系统提供的图像序列实现月球车六自由度运动状态估算的定位方法。对尺度不变特征转换点(Scale invariant feature transform,SIFT)特征点跟踪匹配方法和运动参数估计方法进行了研究。在特征跟踪匹配时,引入了两个新的匹配约束条件以准确建立月球车运动前后环境特征点的对应关系。根据获得的特征点对应关系求解月球车的运动参数时,提出了一种鲁棒的估计方法,即首先用随机抽样一致性(Random sampling consensus,RANSCN)结合单位四元数方法剔除数据中的误匹配点,并求出车体运动参数的预估值,然后以此预估值并利用Levenberg-Marquardt非线性优化算法对运动参数进行精确求解。最后,通过模拟场地试验验证了该运动参数估计算法的有效性。

关键词: 交通运输系统工程, 月球车, 特征跟踪匹配, 运动参数估计

Abstract:

A new 6-DoF state ego-motion estimation algorithm was presented based on the lunar rover stereovision image sequence to realize the autonomous navigation of the rover. A scale invariant feature transform SIFT feature tracking and matching method was proposed and studied. 2 new matching and restraint conditions were introduced to establish the accurate environment feature correspondence before and after the motion of the rover. A robust estimation technique was proposed to solve the motion parameters of the rover based on the obtained feature correspondence. A method combining random sampling consensus and unit quaternions was used to reject the matching error and get the preliminary estimation of the rover body motion parameters, and from this preliminary estimation, a Levenberg-Marquardt non-linear optimization algorithm was used to find the accurate solution of the motion parameters. The effectiveness of the proposed motion parameter estimation algorithm was verified by the simulated field test.

Key words: engineering of communications and transportation system, lunar rover, feature tracking and matching, ego-motion estimation

中图分类号: 

  • U495
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