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《探析基于計(jì)算機(jī)視覺的列車衛(wèi)星定位選星預(yù)處理方法研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于計(jì)算機(jī)視覺的列車衛(wèi)星定位選星預(yù)處理方法研究姓名:李卓鍇申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):交通信息工程及控制指導(dǎo)教師:蔡伯根20080501中文摘要摘要:隨著GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)系統(tǒng)在智能交通領(lǐng)域中飛速發(fā)展,GNSS技術(shù)在列車定位中的應(yīng)用也日益廣泛。采用GNSS技術(shù)構(gòu)建列車定位系統(tǒng)有著極大的優(yōu)勢,但鐵路沿線環(huán)境惡劣,GNSS衛(wèi)星信號易受到沿線障礙物的遮擋,以及反射或者折射產(chǎn)生多徑效應(yīng),對定位精度產(chǎn)生影響。為了解決該問題,對沿線的陸地場景障礙物進(jìn)行檢測和三維重建,來獲取軌旁障礙物遮擋狀
2、況,以排除可能產(chǎn)生多徑干擾的衛(wèi)星,提高定位的精度,具有理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文提出一種基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來獲取軌旁障礙物遮擋狀況以服務(wù)于列車衛(wèi)星定位系統(tǒng)中選星預(yù)測的預(yù)處理方法,該方法使用多臺攝像機(jī)組成多組雙目立體視覺系統(tǒng)拍攝記錄鐵路沿線場景,之后對記錄圖像進(jìn)行處理以檢測各場景下天線周圍的障礙物,并通過雙日視覺理論對障礙物進(jìn)行重建,得到其遮蔽角和水平角信息,形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,以用于之后的選星預(yù)測,輔助快速定位、消除多徑干擾的影響,保證列車定位的精度。研究內(nèi)容包括:1.相機(jī)標(biāo)定:基于2D棋盤標(biāo)定方法完成兩臺相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定并獲得左右相機(jī)坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換關(guān)系
3、矩陣;2.圖像預(yù)處理:提出更適合于軌旁場景的預(yù)處理方法,以圖像灰度變換為主,能改善對比度,增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)信息;3.障礙物特征求取:完成障礙物特征求取,提取出圖像的角點(diǎn)、邊緣信息,并對Harris角點(diǎn)檢測算子進(jìn)行了一定的改進(jìn);4.特征匹配:作為計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的核心,本文提出了一種結(jié)合MonogenicSignal和傳統(tǒng)的基于區(qū)域的窗口匹配兩者特點(diǎn)的粗匹配方法,并使用極線幾何約束進(jìn)行進(jìn)一步的精匹配;5.三維重建及角度信息求解:完成障礙物的三維重建,求得角度信息,為選星奠定基礎(chǔ)。論文對算法進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo),并且通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,表明該方法結(jié)果較好。
4、關(guān)鍵詞:多徑效應(yīng);相機(jī)標(biāo)定;圖像預(yù)處理;特征求?。惶卣髌ヅ?;三維重建;角度信息分類號:TP242.62ABSTRACTABSTRACT:WiththerapiddevelopmentoftheGNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)systeminthefieldofintelligenttransportationsystem,GNSStechnologyhasbeenwidelyusedinthetrainpositioning.GNSStechnologyhasgreatadvantagesfortrainpos
5、itioning,butbecauseofthepoorenvironmentalongtherailway,GNSSsatellitesignaliseasilyblocked,andreflectedorrefracted,whichmakesmultipatheffectandaffectsthepositioningaccuracy.So,ithastheoreticalvalueandpracticalsignificancetodetectobstaclesandtoreconstructthemtoexcludethesatellites
6、whichmayproducemultipatheffecttoimprovethepositioningaccuracy.ApreprocessingmethodisproposedinthisthesistoaidthesatelliteselectionfortrainGNSSpositioningsystem,whichisbasedoncomputervisiontechnologytogettheshadowconditionalongthetrack.Usingcamerastoformgroupsofbinocularvisionsys
7、temsandrecordthescenesalongtherailway,theangledatabasecanbegotbyprocessingtheimagerecordtodetectobstaclesandgettheshadowingangleandazimuthinformationaroundtheantennadependingonstereovision。ThedatabaseCanbeappliedforsatelliteselection,preventingtheinfluenceofmultipatheffect.Thema
8、inresearchcontentsinclude:1.Cameracalibration:a