| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第18-28页 |
| 1.1 研究背景与研究意义 | 第18-19页 |
| 1.2 研究现状 | 第19-23页 |
| 1.2.1 视觉导引的无人机自主着陆技术研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.2 未知环境下无人机视觉位姿估计技术研究现状 | 第21-23页 |
| 1.3 无人机视觉位姿估计存在的问题 | 第23-24页 |
| 1.3.1 视觉导引的无人机着陆的关键问题 | 第23页 |
| 1.3.2 未知环境下视觉位姿估计的关键问题 | 第23-24页 |
| 1.4 研究对象 | 第24-25页 |
| 1.5 研究内容与组织结构 | 第25-28页 |
| 第二章 无人机摄像机成像与影像处理 | 第28-57页 |
| 2.1 无人机摄像机成像 | 第28-30页 |
| 2.1.1 摄像机成像模型 | 第28-29页 |
| 2.1.2 拍摄场景 | 第29-30页 |
| 2.1.3 无人机运动状态 | 第30页 |
| 2.2 基于基本矩阵和三焦点张量的影像畸变校正 | 第30-42页 |
| 2.2.1 畸变参数线性估计算法 | 第31-35页 |
| 2.2.2 畸变参数非线性迭代估计算法 | 第35-36页 |
| 2.2.3 影像畸变校正实验 | 第36-42页 |
| 2.3 基于两视图的摄像机焦距估计 | 第42-44页 |
| 2.4 特征点检测与匹配 | 第44-45页 |
| 2.5 基于Hough一维变换空间和点线光流约束的直线快速检测与匹配 | 第45-56页 |
| 2.5.1 基于Hough一维变换空间的直线检测 | 第45-52页 |
| 2.5.2 基于点线光流约束的直线匹配 | 第52-56页 |
| 2.6 本章小结 | 第56-57页 |
| 第三章 基于单幅影像的摄像机位姿估计 | 第57-88页 |
| 3.1 摄像机位姿表示方法 | 第57-58页 |
| 3.2 基于特征点的位姿估计 | 第58-69页 |
| 3.2.1 基于特征点的位姿估计问题描述 | 第58-59页 |
| 3.2.2 基于特征点的线性位姿估计算法 | 第59页 |
| 3.2.3 基于特征点的非线性位姿迭代估计算法 | 第59-64页 |
| 3.2.4 基于特征点的位姿估计实验 | 第64-69页 |
| 3.3 基于直线特征的位姿估计 | 第69-82页 |
| 3.3.1 基于直线特征的位姿估计问题描述 | 第69页 |
| 3.3.2 基于共面直线的线性位姿估计 | 第69-70页 |
| 3.3.3 基于共面直线的迭代加权最小二乘位姿估计 | 第70-75页 |
| 3.3.4 正交迭代位姿估计 | 第75-76页 |
| 3.3.5 基于直线共面误差最小化和位姿李群表示的迭代估计算法 | 第76-77页 |
| 3.3.6 基于直线特征的位姿估计实验 | 第77-82页 |
| 3.4 基于点线混合特征的位姿估计 | 第82-87页 |
| 3.4.1 基于点线混合特征的位姿估计算法 | 第82-84页 |
| 3.4.2 基于点线混合特征的位姿估计实验 | 第84-87页 |
| 3.5 本章小结 | 第87-88页 |
| 第四章 基于多视图几何约束的相对位姿估计 | 第88-120页 |
| 4.1 多视图几何关系 | 第88-91页 |
| 4.1.1 对极几何 | 第88-89页 |
| 4.1.2 单应关系 | 第89-90页 |
| 4.1.3 三视图几何 | 第90-91页 |
| 4.2 基于对极几何关系的相对位姿估计 | 第91-100页 |
| 4.2.1 基于本质矩阵SVD分解的位姿估计 | 第91-92页 |
| 4.2.2 本质矩阵优化分解的相对位姿估计 | 第92-96页 |
| 4.2.3 基于对极几何关系的相对位姿估计实验 | 第96-100页 |
| 4.3 基于单应关系的相对位姿估计 | 第100-110页 |
| 4.3.1 基于单应矩阵SVD分解的相对位姿估计 | 第100-101页 |
| 4.3.2 已知平面法向的单应矩阵快速分解 | 第101-102页 |
| 4.3.3 基于单应映射误差最小化和位姿李群表示的直接估计 | 第102-106页 |
| 4.3.4 基于单应关系的相对位姿估计实验 | 第106-110页 |
| 4.4 基于三视图几何约束的相对位姿估计 | 第110-119页 |
| 4.4.1 基于三焦点张量的相对位姿估计 | 第111-113页 |
| 4.4.2 基于三视图三线性关系误差最小化和位姿李群表示的直接估计 | 第113-115页 |
| 4.4.3 基于三视图几何约束的位姿估计实验 | 第115-119页 |
| 4.5 本章小结 | 第119-120页 |
| 第五章 视觉导引的无人机自主着陆 | 第120-142页 |
| 5.1 无人机自主着陆方案设计 | 第120-122页 |
| 5.1.1 无人机自主着陆指标 | 第120页 |
| 5.1.2 视觉导引的着陆方案 | 第120-122页 |
| 5.2 合作标志识别 | 第122-125页 |
| 5.2.1 图像边缘与轮廓提取 | 第122-123页 |
| 5.2.2 Hu不变矩匹配 | 第123-124页 |
| 5.2.3 基于角点特征和单应关系的目标识别算法 | 第124-125页 |
| 5.3 基于合作标志和两视图几何约束的无人机着陆参数估计 | 第125-129页 |
| 5.3.1 特征点检测与匹配 | 第125-126页 |
| 5.3.2 基于对极几何约束的无人机位姿估计 | 第126-127页 |
| 5.3.3 基于单应关系的无人机位姿估计 | 第127-128页 |
| 5.3.4 模型选择 | 第128-129页 |
| 5.4 无人机绝对位姿估计 | 第129-131页 |
| 5.4.1 基于单幅影像的无人机位姿估计 | 第129页 |
| 5.4.2 结合直线特征和扩展卡尔曼滤波的无人机定位 | 第129-131页 |
| 5.5 视觉导引的无人机自主着陆实验 | 第131-141页 |
| 5.5.1 合作标志识别与特征检测实验 | 第132-134页 |
| 5.5.2 无人机相对位姿估计实验 | 第134-137页 |
| 5.5.3 无人机绝对位姿估计实验 | 第137-141页 |
| 5.6 本章小结 | 第141-142页 |
| 第六章 未知环境下的无人机自主定位 | 第142-169页 |
| 6.1 基于金字塔光流和前后向误差的三视图特征快速匹配 | 第142-149页 |
| 6.1.1 特征点检测 | 第143页 |
| 6.1.2 基于金字塔LK光流的特征点跟踪 | 第143-144页 |
| 6.1.3 基于前后向误差的特征点匹配 | 第144-145页 |
| 6.1.4 基于网格筛选的特征点检测匹配机制 | 第145页 |
| 6.1.5 三视图特征点检测与匹配实验 | 第145-149页 |
| 6.2 序列影像位姿估计 | 第149-151页 |
| 6.2.1 模型选择 | 第149页 |
| 6.2.2 基于单应关系的序列影像位姿估计 | 第149-150页 |
| 6.2.3 基于三视图几何约束的序列影像位姿估计 | 第150-151页 |
| 6.3 尺度确定及尺度纠正 | 第151-154页 |
| 6.3.1 尺度确定 | 第152-153页 |
| 6.3.2 尺度纠正 | 第153-154页 |
| 6.4 视觉位姿估计实验 | 第154-168页 |
| 6.4.1 实验设备与性能指标 | 第154-155页 |
| 6.4.2 KITTI数据集 | 第155-163页 |
| 6.4.3 旋翼无人机实验数据 | 第163-168页 |
| 6.5 本章小结 | 第168-169页 |
| 第七章 总结与展望 | 第169-172页 |
| 7.1 总结 | 第169-170页 |
| 7.2 展望 | 第170-172页 |
| 致谢 | 第172-173页 |
| 参考文献 | 第173-182页 |
| 作者简历 | 第182-183页 |
