基于bp神经网络的外姿态测量系统线阵ccd标定

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1、万方数据第3l卷第5期2010年5月仪器仪表学报ChineseJournalofScientmcInstrumentVoL31No．5May2010基于BP神经网络的外姿态测量系统线阵CCD标定李晶，袁峰，丁振良(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001)摘要：在基于线阵CCD相机的空间物体外姿态测量系统中，线阵CCD相机的标定是空间合作目标定位的一个重要步骤。利用神经网络所具有的处理复杂非线性映射问题的能力，提出了基于反向传播(BP)神经网络的线阵CCD标定方法。该方法能够很好地描述外姿态测量系统中三维空间合作目标与像

2、点之间的映射关系，无需建立复杂的数学模型，可直接恢复空间合作目标的三维信息，从而计算空间物体的姿态信息。实验结果表明：基于BP神经网络的线阵CCD标定方法与传统的DLT方法比较精度可提高41．7％。关键词：外姿态测量；线阵CCD标定；反向传播(BP)神经网络中图分类号：TH89文献标识码：A国家标准学科分类代码：460．4035LinearCCDcameracalibrationofexteriorattitudemeasurementsystembasedOilBPneuralnetworkLiJing，YuanFeng，Ding

3、Zhenliang(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：LinearCCDcameracalibrationisanimportantprocedureinspatialcooperationtargetpositioningofexteri·orattitudemeasurementsystem．AmethodoflinearCCDcameracalibrationbas

4、edonBPneuralnetworkispro．posed．whichUSeStheabilityofeffectivelydealingwithcomplicatednonlinearmappingofneuralnetwork．Thismethodcandescribethemappingrelationshipbetweenspatialcooperationtargetin3Dcoordinatespaceandpixelsinimagecoordinatesystemintheexteriorattitudemeasur

5、ementsystem，SOthe3Dinformationofspatialcooperationtar-getCanbereconstructedwithoutestablishingcomplicatedmathematicmodel，thenthe3-dimensionalattitudeinfor-mationcanbeobtained．ExperimentresultsshowthattheprecisionofthelinearCCDcameracalibrationbasedonBPneuralnetworkisim

6、provedby41．7％comparedwiththatoftraditionalDLTmethod．Keywords：exteriorattitudemeasurement；linearCCDcalibration；backpropagationneuralnetwork1引言空间物体的外姿态测量在机器人研究、柔性制造、航空航天等领域具有非常重要的作用。基于多线阵CCD组合的外姿态测量系统是近年研究的热点，而线阵CCD相机的标定是其中的一个很重要步骤。1⋯。目前，线阵CCD相机参数标定比较常用的方法是直接线性变换(BET)方法，

7、该方法通过一些已知空间三维坐标和对应收稿日期：2009-07ReceivedDate：2009-07·基金项目：国家自然科学基金(No．50275040)资助项目像坐标的标识点，直接求解相机DLT方程中的L系数，用于重建标识点的空间三维坐标p⋯。DLT方法无需直接求取相机的内外参数，但需要建立精确的数学模型，分析由数学模型不完善带来的系统误差是一个比较复杂的过程。人工神经网络可以处理难以用数学模型描述的系统，多层前馈网络能以任意精度逼近连续函数及其各阶导数，具有自学习非线性成像过程的能力旧⋯。本文采用BP(backpropagati

8、on)神经网络经过训练学习三维空间物万方数据第5期李晶等：基于BP神经网络的外姿态测量系统线阵CCD标定1139体标识点与其在CCD像点之间的非线性映射关系，无需预先建立成像系统的精确数学模型，实现外姿态测量系统线阵CCD相机的标定，