相机位姿估计的加权正交迭代算法

在相机位姿估计的实际应用中,参考点的坐标数据不可避免地包含了测量误差,其量值大小通常不会完全一致,如果不区别测量误差直接进行相机位姿估计,将可能导致估计结果与真值相差甚远。为此,在广泛应用的正交迭代算法基础上,提出了相机位姿估计的加权正交迭代算法,该方法以加权共线误差为目标函数,根据像面重投影误差确定权重系数取值,优化相机位姿估计结果,具有精度高、稳健性好等优点,且满足全局收敛条件。数值仿真实验与风洞迎角实验的结果表明,本文算法更加有效,能够抑制不同程度测量误差对相机位姿估计结果的影响,所得结果明显优于正交迭代算法,具有较强的工程实用价值。     

基于光线偏折的复杂流动密度重建方法

由穿过扰动流场的光线偏折角测值重建流场密度,对深入认识复杂流动现象具有重要的意义。在由风洞视频测量方法得到穿过扰动流场光线偏折角的基础上,开展了复杂流动密度重建方法的研究。根据密度与折射率、光线偏折角的关系,运用变分法推导了带有先验信息的密度偏微分方程;通过人工神经网络对测量数据进行建模,有效抑制了由局部峰值丢失带来的误差放大问题。数值仿真和风洞实验结果表明,本文方法所得的密度重建结果明显优于直接求偏导数方法,尤其是在峰值处,本法方法在量值上具有更高的精准度,为复杂流动结构的定量分析提供了新途径。     

基于前方交会的5点相对定向

5点相对定向是摄影测量与机器视觉的经典问题,传统的5点相对定向方法采用多项式求解技术,导致了解的多样性。为此,研究了基于前方交会约束的5点相对定向方法,建立包含前方交会约束的同名像点共面条件方程,推导求解5点相对定向问题的最优化目标函数,并采用最小二乘广义逆法求解。非量测相机Nikon D80的8组5点相对定向实验结果表明,该方法仅利用5个同名像点即可获得两张像片的相对位置(相对定向)立体模型,在测量长度为0.92 m的标尺三维(3D)长度时,其误差的标准不确定度为0.28±0.24 mm,与现有的5点算法相比,该方法无需排解即可确保5对同名射线对对相交,并且求解精度高,稳健性好,有实用价值。     

遗传算法在跨超声速风洞总压控制中的应用

总压作为风洞控制中的重要流场参数,其调节性能是风洞控制系统能否满足试验要求的重要指标,为提高跨超声速风洞的总压控制水平,需对总压控制策略进行设计。针对某跨超声速风洞对总压控制系统提出的快速性和精确性要求,提出串级控制、智能PID控制和总压分段控制等方法,并利用MATLAB系统辨识工具箱对流场调节阶段的总压系统模型进行了辨识。提出将遗传算法应用于风洞流场调节阶段的PID控制器参数整定中,重点对基于遗传算法的PID控制原理和参数整定步骤进行介绍,并针对遗传算法的遗传算子进行了设计。系统仿真和风洞实际运行情况表明：该方法较常规PID参数整定与优化方法,具有更好的控制性能指标,满足总压控制系统精确性、快速性、鲁棒性等要求,为后续风洞建设和设备改造提供了新方法。