多目偏振视觉仿生导航方法研究

第1章 绪论 1.1 研究背景 1.1.1 卫星信号拒止时小型运动体的自主导航难题 1.1.2 仿生导航的基本概念与内涵 1.2 国内外研究现状 1.2.1 仿生导航技术 1.2.2 偏振光导航技术 1.2.3 微惯性／视觉组合导航技术 1.2.4 基于视觉特征的拓扑节点识别技术 1.3 解决问题的思路 1.4 本书的研究内容、组织结构和主要贡献 1.4.1 本书的研究内容与组织结构 1.4.2 本书的主要贡献 第2章 仿生偏振视觉定位定向算法 2.1 偏振光及其检测原理 2.1.1 偏振光及其表示方法 2.1.2 偏振光检测原理 2.2 大气散射理论与天空偏振模式 2.2.1 瑞利散射模型 2.2.2 天空偏振光测量装置 2.2.3 天空偏振模式测量结果 2.3 单点式光罗盘定向算法及误差分析 2.3.1 偏振光定向算法 2.3.2 航向角估计误差分析 2.4 阵列式光罗盘定位定向算法 2.4.1 太阳方向矢量的估计 2.4.2 定位定向算法 2.5 本章小结 第3章 多目偏振视觉传感器设计与标定 3.1 检偏器角度优化设计 3.1.1 3次等间隔测量 3.1.2 N次任意位置测量 3.2 多目偏振视觉传感器 3.2.1 传感器设计 3.2.2 偏振标定 3.2.3 几何标定 3.3 偏振视觉定位定向实验验证 3.3.1 静态实验 3.3.2 转位实验 3.4 微阵列式偏振光罗盘设计与测试 3.4.1 传感器设计与集成 3.4.2 传感器测量误差模型 3.4.3 光罗盘定向精度评估 3.5 本章小结 第4章 拓扑节点特征的表达与识别方法 4.1 基于偏振视觉的图像增强方法 4.1.1 偏振视觉增强算法 4.1.2 实验结果与分析 4.2 基于网格细胞模型的拓扑节点识别方法 4.2.1 网格细胞模型与序列图像匹配方法 4.2.2 惯性／视觉里程计辅助的序列图像匹配方法 4.3 场景特征的仿生表达方法 4.3.1 大脑视觉机理与人工神经网络 4.3.2 基于卷积神经网络的场景特征表达方法 4.3.3 车载实验验证 4.4 导航拓扑节点的构建方法 4.4.1 导航拓扑节点的构建原理 4.4.2 导航拓扑节点的组织方法 4.5 本章小结 第5章 基于航向／位置约束的仿生导航方法 5.1 组合导航系统模型与可观性分析 5.1.1 组合导航系统模型 5.1.2 系统可观性分析 5.2 光罗盘辅助惯性／视觉组合导航算法 5.2.1 组合导航系统总体方案设计 5.2.2 基于RANSAC的太阳方向矢量估计算法 5.2.3 车载实验与结果分析 5.3 基于航向／位置约束的仿生导航算法 5.3.1 仿生导航算法框架 5.3.2 实验结果与分析 5.4 本章小结 第6章 总结与展望 6.1 主要研究结论 6.2 研究展望 参考文献