| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 研究意义 | 第11页 |
| 1.2 相对位姿测量研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 位姿测量中各技术阶段的研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3.1 线阵扫描式激光雷达的技术特点 | 第15页 |
| 1.3.2 空间目标运动特性的研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3.3 畸变点云恢复的研究现状 | 第16页 |
| 1.3.4 点云自动配准的研究现状 | 第16页 |
| 1.3.5 研究现状小结 | 第16页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第16-18页 |
| 第二章 激光雷达同向扫描与点云配准的可行性分析 | 第18-28页 |
| 2.1 明确坐标系 | 第18-22页 |
| 2.1.1 非合作失稳目标形心坐标系 | 第18-19页 |
| 2.1.2 非合作失稳目标惯性坐标系 | 第19-20页 |
| 2.1.3 平台雷达坐标系 | 第20页 |
| 2.1.4 平台雷达坐标系的转换 | 第20-21页 |
| 2.1.5 世界坐标系 | 第21-22页 |
| 2.2 自旋目标点云畸变规律不变性的证明 | 第22-23页 |
| 2.2.1 证明重合区域畸变点云几何尺寸相同 | 第22页 |
| 2.2.2 证明重合区域畸变点云几何形貌相同 | 第22-23页 |
| 2.3 激光雷达同向扫描 | 第23-24页 |
| 2.4 畸变点云配准与相对位姿增量解算 | 第24-25页 |
| 2.4.1 组内畸变点云配准 | 第24页 |
| 2.4.2 计算第i次旋转平移运动增量 | 第24-25页 |
| 2.5 时间微分获取目标瞬时运动特性 | 第25-27页 |
| 2.5.1 统计重合区域点云扫描时间 | 第25页 |
| 2.5.4 目标位移、旋转量的时间离散函数 | 第25-26页 |
| 2.5.5 简化目标运动参数模型的可行性分析 | 第26-27页 |
| 2.5.6 目标速度-时间的阶跃函数 | 第27页 |
| 本章小结 | 第27-28页 |
| 第三章 目标畸变点云恢复与三维重建的理论分析 | 第28-38页 |
| 3.1 畸变点云线信息恢复 | 第28-32页 |
| 3.1.1 空间失稳目标的一般运动特性概述 | 第29页 |
| 3.1.2 目标运动特性的一般化数学模型 | 第29-31页 |
| 3.1.3 可测部位畸变点云线信息的逆向恢复 | 第31-32页 |
| 3.2 目标点云三维重建 | 第32-37页 |
| 3.2.1 激光雷达技术参数与重建指标要求 | 第32-33页 |
| 3.2.2 最小雷达扫描视点次数分析 | 第33-35页 |
| 3.2.3 三维重建质量评价体系 | 第35-36页 |
| 3.2.4 目标点云三维重建 | 第36-37页 |
| 本章小结 | 第37-38页 |
| 第四章 目标相对位姿解算与累计误差自标定的理论分析 | 第38-45页 |
| 4.1 基于点云配准的相对位姿测量流程 | 第38-39页 |
| 4.1.1 粗配准 | 第38-39页 |
| 4.1.2 寻找最近对应点对 | 第39页 |
| 4.1.3 精配准 | 第39页 |
| 4.2 快速点云配准方法 | 第39-41页 |
| 4.2.1 初值获取 | 第40页 |
| 4.2.2 寻找最近对应点对 | 第40-41页 |
| 4.3 刚体变换估计 | 第41-44页 |
| 4.3.1 四元数 | 第42页 |
| 4.3.2 估计刚体变换 | 第42-44页 |
| 4.4 累计误差自标定 | 第44页 |
| 本章小结 | 第44-45页 |
| 第五章 失稳目标单载荷相对位姿获取算例 | 第45-57页 |
| 5.1 面元法判断目标可见部位 | 第46-47页 |
| 5.1.1 搭建目标完整CAD模型 | 第46页 |
| 5.1.2 生成网格节点与网格面元 | 第46页 |
| 5.1.3 坐标系转换与可见节点判断 | 第46-47页 |
| 5.2 光线追踪法判断目标可见部位 | 第47-51页 |
| 5.2.1 光线模糊搜索 | 第47-48页 |
| 5.2.2 筛选可见部位点云 | 第48-51页 |
| 5.3 激光雷达点云精度影响分析 | 第51-52页 |
| 5.4 模拟线阵式激光雷达扫描点云数据畸变 | 第52页 |
| 5.5 点云配准与目标运动参数的获取 | 第52-54页 |
| 5.6 畸变恢复与三维重建 | 第54-55页 |
| 5.7 增量累计误差自标定与目标相对位姿获取 | 第55-56页 |
| 5.7.1 误差计算 | 第55页 |
| 5.7.2 累计误差自标定 | 第55-56页 |
| 5.7.3 获取目标相对位姿 | 第56页 |
| 本章小结 | 第56-57页 |
| 第六章 位姿测量精度的地面验证试验 | 第57-66页 |
| 6.1 目标位姿测量地面验证总体方案 | 第57-60页 |
| 6.1.1 布置站位与标记基准点 | 第58页 |
| 6.1.2 测量位姿基准点坐标 | 第58-59页 |
| 6.1.3 获取目标和雷达相对跟踪仪的位姿 | 第59-60页 |
| 6.2 建立坐标系 | 第60-61页 |
| 6.2.1 目标坐标系 | 第60页 |
| 6.2.2 激光跟踪仪坐标系 | 第60-61页 |
| 6.2.3 激光雷达坐标系 | 第61页 |
| 6.3 目标相对位姿真值解算 | 第61-63页 |
| 6.3.1 目标与雷达相对跟踪仪的位姿解算 | 第61-63页 |
| 6.3.2 目标相对雷达位姿真值换算 | 第63页 |
| 6.4 实验算例 | 第63-65页 |
| 6.4.1 测量位姿基准点坐标值 | 第63-64页 |
| 6.4.2 解算目标与雷达相对激光跟踪仪的位姿 | 第64页 |
| 6.4.3 换算目标相对激光雷达位姿真值 | 第64-65页 |
| 本章小结 | 第65-66页 |
| 第七章 总结与展望 | 第66-68页 |
| 7.1 工作总结 | 第66页 |
| 7.2 研究展望 | 第66-68页 |
| 参考文献 | 第68-72页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第72-73页 |
| 致谢 | 第73页 |