视觉方向导航新方法
视觉导航资料
视觉导航
简介
视觉导航是一种利用人类视觉系统来指引方向和导航的方法。
在人类日常生活中，视觉是一种重要的感知方式，我们通过眼睛收集和处理各种视觉信息，帮助我们认识周围环境和进行导航。
视觉导航便是利用这种能力来帮助人们找到正确的方向和位置。
视觉导航的原理
视觉导航的原理在于人类的视觉系统能够感知周围环境中的各种可视特征，并根据这些特征来确定自身的位置和方向。
当我们在陌生的环境中行走时，我们会依靠周围的景物、建筑物、标志等作为参照物，通过识别这些特征来确定自己所处的位置以及前进的方向。
视觉导航的应用
视觉导航在现代社会中有着广泛的应用。
例如，在城市中，人们可以凭借建筑物、街道、标识等特征来进行导航，快速找到目的地。
在自动驾驶汽车和机器人领域，视觉导航也被广泛应用，帮助车辆和机器人识别道路、障碍物等环境特征，从而实现自主导航。
视觉导航的挑战
尽管视觉导航具有许多优势，但也面临着一些挑战。
例如，在复杂的环境中，可能会出现视觉干扰或误导，导致误判位置或方向。
此外，视觉系统受到光照、遮挡、噪音等因素的影响，也会影响导航的准确性和稳定性。
结语
视觉导航作为一种重要的导航方法，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，视觉导航系统将会变得更加精准和智能，为人们的出行和生活带来更大的便利。
同时，我们也需要不断研究和改进视觉导航技术，以应对各种挑战和问题，更好地实现导航的准确性和可靠性。
机器人视觉导航算法设计与仿真
机器人视觉导航算法设计与仿真随着人工智能和机器人技术的不断发展，机器人视觉导航成为了一个重要的研究方向。
机器人的视觉导航可以帮助机器人在未知环境中自主导航和避免障碍物，使其能够更加灵活地完成各种任务。
本文将介绍机器人视觉导航算法的设计原理和仿真实验。
一、机器人视觉导航算法设计原理机器人视觉导航算法的设计原理主要包括环境感知、路径规划和避障三个部分。
1. 环境感知机器人在导航过程中首先需要对周围环境进行感知，以获取环境相关信息。
常用的环境感知方法包括激光雷达、摄像头、深度相机等。
激光雷达可以获取周围物体的距离和形状信息，摄像头可以获取图像信息，深度相机可以获取物体的三维信息。
通过综合利用不同的传感器，机器人可以获得更加全面和准确的环境信息。
2. 路径规划在获取环境信息后，机器人需要进行路径规划，即确定从当前位置到目标位置的最优路径。
路径规划算法可以分为全局路径规划和局部路径规划。
全局路径规划是在整个地图上进行规划，通常使用A*算法、Dijkstra算法等。
局部路径规划是在机器人周围的局部区域内进行规划，通常使用动态窗口法、基于速度的局部规划法等。
路径规划算法需要考虑避开障碍物、避免碰撞和最短路径等因素。
3. 避障在路径规划的过程中，机器人需要避开遇到的障碍物，以确保安全导航。
避障算法可以通过激光雷达或摄像头获取障碍物信息，并根据障碍物的位置和形状进行决策。
常用的避障算法包括人工势场法、虚拟障碍法等。
避障算法可以使机器人绕过障碍物或调整路径避免碰撞。
二、机器人视觉导航算法的仿真实验为了验证机器人视觉导航算法的有效性，常常需要进行仿真实验。
仿真实验可以在计算机上模拟机器人在不同环境下的导航过程，可快速获得结果并进行调整。
1. 环境建模首先需要对导航环境进行建模。
可以使用三维建模软件（如Blender）创建一个虚拟的导航环境，并添加不同类型的障碍物。
2. 传感器模拟在仿真实验中，需要模拟机器人的传感器。
迷路辨别方向的方法
迷路辨别方向的方法迷路是在陌生环境中常常会遇到的情况，当我们迷失了方向，不知道该往哪个方向前进时，我们可以采用一些方法来辨别方向，帮助我们重新找到正确的路。
下面将介绍一些常用的迷路辨别方向的方法。
1. 观察太阳和影子：太阳的位置可以帮助我们判断方向。
在北半球，太阳在中午时会位于南方，所以我们可以利用太阳的位置来判断南方。
另外，我们可以观察自己的影子，当影子在我们的左边时，表示太阳在东方，当影子在我们的右边时，表示太阳在西方。
2. 利用指南针：指南针是迷路时的好帮手。
我们可以使用指南针来确定北方，然后利用北方来判断其他方向。
如果我们知道北方，那么东方就在北方的右边，西方就在北方的左边，南方就在北方的对面。
3. 观察自然标志：在大自然中，有许多可以帮助我们辨别方向的标志物。
例如，苔藓通常会生长在北侧的树木上，因为北侧的树木更暗、更湿润。
另外，大多数树木的树干会在南面比北面光滑，这是因为南面受到的阳光更多。
此外，河流流向也可以帮助我们判断方向，河流通常都是从高处流向低处。
4. 利用地标和地图：如果我们身处陌生的城市或地区，我们可以寻找一些著名的地标来帮助我们辨别方向。
例如，高楼大厦、山脉、湖泊等都可以作为参照物。
另外，如果我们有地图，可以利用地图上的指示来找到正确的方向。
5. 寻求帮助：如果我们无法准确判断方向，可以向周围的人寻求帮助。
当地的居民或者过往的行人通常会对当地的地理情况比较熟悉，他们可以给我们提供一些建议和指引，帮助我们找到正确的路。
6. 视觉记忆：当我们迷路时，我们可以尽量记住周围的环境和地标，以便在需要时能够找到回去的路。
我们可以注意一些独特的建筑物、标志物或者地形特征，这些都可以作为我们辨别方向的参考。
7. 使用手机导航：在现代社会，我们可以利用智能手机上的导航软件来帮助我们找到正确的方向。
只需要输入目的地，导航软件就会为我们提供详细的路线和指示。
这是一种非常方便快捷的方法，尤其适用于城市环境。
基于图像处理的视觉导航技术研究与实现
基于图像处理的视觉导航技术研究与实现摘要：随着人工智能的快速发展，基于图像处理的视觉导航技术在无人驾驶、机器人导航等领域中得到了广泛的应用。
本文通过对基于图像处理的视觉导航技术的研究与实现进行综述，分析了其原理、方法和应用。
进一步探讨了当前视觉导航技术的挑战和未来发展方向。
一、介绍视觉导航技术是利用视觉传感器获取环境图像信息，并通过图像处理算法实现导航目标的定位和路径规划。
该技术的出现在无人驾驶、机器人导航等领域具有重要的应用前景。
二、基于图像处理的视觉导航技术原理基于图像处理的视觉导航技术主要通过以下步骤实现：1. 图像采集：利用携带相机的设备获取环境中的图像。
2. 图像预处理：对采集到的图像进行去噪、增强等预处理操作，提高后续处理的效果。
3. 特征提取：通过机器学习算法或图像处理算法提取关键的特征点或轮廓线等信息。
4. 定位和路径规划：通过匹配提取到的特征点或轮廓线与已知地图，获得当前位置信息，并根据目标位置进行路径规划。
三、基于图像处理的视觉导航技术方法1. 特征匹配法：利用特征提取算法提取图像中的特征点，通过与已知地图进行特征点匹配实现导航定位。
2. 深度学习法：使用深度学习算法对图像进行端到端的处理和分析，实现定位和路径规划。
3. 目标检测法：通过检测图像中的目标物体，如交通标志、建筑物等，实现位置和方向的判断。
四、基于图像处理的视觉导航技术应用1. 无人驾驶：通过图像处理技术实现自动驾驶车辆的定位和路径规划，提高行驶的安全性和效率。
2. 机器人导航：利用视觉导航技术让机器人在复杂环境中进行导航，如仓库管理、室内导航等。
3. 智能监控系统：利用视觉导航技术进行目标跟踪、异常检测等，提升监控系统的性能。
五、挑战与未来发展方向1. 算法优化：需要针对不同场景和应用优化算法，提高导航精度和速度。
2. 数据标注：对大规模数据集进行标注是瓶颈，需要开发自动标注算法或者利用少量标注数据进行迁移学习。
无人机中的视觉导航技术
无人机中的视觉导航技术一、引言视觉导航技术已成为无人机领域的重要研究课题之一。
作为到达目标和进行地面探测任务的关键技术，视觉导航技术可以有效地提高无人机的自主飞行能力，并促进其在日常应用中的广泛应用。
二、视觉导航技术的基本原理视觉导航技术的基本原理是利用无人机上搭载的摄像头获取周围环境的图像信息，并通过计算机处理和分析，将其转化为飞行控制量，控制无人机的飞行方向和高度。
视觉导航技术的主要步骤包括图像预处理、特征提取、特征匹配、姿态估计和运动估计等。
其中，特征提取和特征匹配是视觉导航技术的核心环节，决定了无人机的空间定位精度和稳定性。
三、视觉导航技术的主要应用1. 空中摄影无人机的空中摄影是目前视觉导航技术的主要应用之一。
利用无人机搭载的高清摄像头，可以对地面进行精确的拍摄和记录，得到高精度的地图信息和三维建模数据，为城市规划、资源监测、环境保护等领域提供数据支持。
2. 精准农业无人机在农业领域的应用也越来越广泛。
利用视觉导航技术，无人机可以对农作物进行高效、精确的监测和管理，通过无人机搭载的多光谱摄像头，实现作物生长状态的实时监测和数据分析，为农民提供更精准的农业服务。
3. 搜索救援无人机在搜索救援领域的应用也越来越受到关注。
利用视觉导航技术，无人机可以针对复杂、危险的地形和环境进行搜救任务，通过对搜救区域进行高清地图拍摄和数据分析，为搜救行动提供有力的支持。
四、视觉导航技术的发展趋势随着无人机技术的不断发展，视觉导航技术也在不断革新和升级。
未来，视觉导航技术的发展趋势主要包括以下几个方向：1. 多模态感知技术未来视觉导航技术将不再依赖于单一的图像传感器，而是通过多模态的感知技术，实现对周围环境的更加全面和精确的感知。
2. 智能决策技术未来视觉导航技术将不再是简单的计算和处理，而是实现对无人机飞行状态的智能决策和调整，从而更好地适应复杂多变的环境。
3. 协同控制技术未来视觉导航技术将实现多个无人机之间的协同控制，从而更好地适应多任务、互动式的无人机应用需求。
视觉导航技术的研究与应用
视觉导航技术的研究与应用视觉导航技术是现代科技领域的一大热点，随着计算机视觉、机器学习等技术的进一步发展，视觉导航技术的研究和应用正在不断扩展。
本文将介绍视觉导航技术的相关内容，包括其概念、研究现状和应用前景。
一、概念首先，我们需要明确什么是视觉导航技术。
简而言之，视觉导航技术是指利用计算机视觉和人工智能等技术，通过从图像或视频中提取特征来实现自主导航或辅助导航。
具体而言，视觉导航技术需要解决的问题包括：从图像或视频中提取特征、通过特征匹配实现位置估计和姿态估计、构建地图、规划路径等。
这些问题都需要利用计算机视觉、机器学习等技术进行解决。
二、研究现状视觉导航技术的研究一直是计算机视觉领域的一个热点方向。
目前，国内外的研究团队都在不断探索和优化视觉导航技术的相关算法和架构。
在视觉定位方面，常用的方法有基于SIFT、SURF等局部特征的方法、基于深度学习的端到端方法、基于语义信息的方法等。
其中，基于深度学习的端到端方法在近年来逐渐被广泛应用，尤其是基于深度神经网络的视觉导航方法。
另外，近年来还出现了一些结合多传感器的方法，如结合激光雷达、GPS、惯性导航等，以提高定位的精度和鲁棒性。
在视觉SLAM方面，目前的研究集中在实时性、精度、鲁棒性等方面的优化。
此外，还有一些针对具体应用场景的研究，如基于光流的SLAM、基于RGB-D数据的SLAM等。
三、应用前景视觉导航技术在未来有广阔的应用前景。
下面列举一些可能的应用场景：1.智能出行利用视觉导航技术，我们可以实现自主驾驶、智能导航等功能，从而提高出行的效率和安全性。
与此同时，视觉导航技术还可以为用户提供个性化路线规划、优化换乘方案等服务。
2.智能家居传感器与视觉导航技术的结合可以实现智能家居的场景感知、行为识别等功能。
通过智能手机等终端设备的操控，我们可以对家居系统进行远程控制，实现更加智能、人性化的家居体验。
3.智慧城市视觉导航技术也可以应用于智慧城市建设。
无人机空中对接中的视觉导航方法
无人机空中对接中的视觉导航方法现如今，无人机在现代战场上发挥着非常重要的作用。
因此，进一步提高无人机空中对接效能，不断优化自主空中对接加油技术受到全世界的广泛研究。
此外，与传统的导航方式相比，视觉导航方式有着精度高、频率快、不受电子干扰等优点。
基于此，本文主要针对无人机空中对接中视觉导航技术展开了深入研究和探讨。
标签：无人机;空中对接;空中加油;视觉导航技术引言无人机空中对接是一种能有效提升巡航里程和续航时长的现金技术手段。
但就目前来说，无人机有着续航时间短、有效载荷不足等缺点，需要定期返回基地进行补给，这严重削弱了无人机执行长航时和复杂任务的能力，限制了无人机的使用。
因此，近距相对位置和姿态测量技术是其中需要解决的关键问题之一。
本文针对以上问题对无人机自主空中对接中视觉导航方法进行研究，并完成了近距对接的地面实验，具体情况如下。
一、无人机空中对接流程无人机控制对接流程一般划分为以下四个阶段：汇合、近距离对接、加油以及分离阶段。
这四个阶段密切配合，并组成了一套高效、安全的无人机自主空中加油流程，每个阶段都必须保证精准、有效。
（1）会合阶段：无人机在空中发出加油请求，且加油机接收信号后，加油机会在制定空域进行巡航待机。
这时无人机利用卫星导航系统，并在其指导下依据系统规划的航线飞向加油机所在空域——会和空域。
当无人机进入会和空域后，首先要保持一定飞行速度，在安全区域内跟随加油机飞行。
在双机稳定飞行下，加油机放下加油锥管，无人机则开启双目视觉系统，从而完成加油准备工作。
（2）近距离对接阶段：空中无人机完成加油准备工作后，进入近距离对接阶段。
这时，无人机有GPS模式转换到视觉导航模式，在视觉导航系统精准获取加油椎管位置与状态信息后，指导无人机平缓靠近加油锥套，一直到插头插入锥套，从而完成近距离对接任务。
（3）加油阶段：控制无人机与加油机完成對接后，进入加油阶段。
在加油时应保持继续编队飞行，使双机尽量呈现相对静止状态。
无人机视觉导航技术的使用方法
无人机视觉导航技术的使用方法随着科技的快速发展，无人机已经成为各行各业中不可或缺的工具。
而无人机在室内、室外的应用范围也在不断扩大，无人机视觉导航技术的逐渐成熟，为无人机带来了更高的自动化水平和安全性。
本文将详细介绍无人机视觉导航技术的使用方法，包括传感器选择、导航算法、地图处理和避障策略等方面。
无人机视觉导航技术的核心在于自主感知和决策。
首先，选择合适的传感器对无人机进行视觉感知是很重要的。
主要有摄像头、激光雷达和惯性测量单元（IMU）等传感器。
摄像头可以提供图像信息，但在光照不好或者存在遮挡物的情况下容易受到干扰。
激光雷达可以提供准确的距离信息，可以应用于三维建模和障碍物探测，但成本较高。
IMU可以提供无人机的姿态和加速度信息，用来补偿无人机的姿态变化。
根据实际需求和可行性考虑，可以选择合适的传感器组合，以提高无人机的感知精度。
其次，导航算法是无人机视觉导航技术的核心。
导航算法旨在将传感器获取的信息与预设的目标进行比对，从而实现无人机的自主导航。
常见的导航算法包括视觉里程计、光流估计和地图构建等。
视觉里程计通过追踪相邻图像间的关键点匹配来估计相机的运动，可以用于室内环境中的定位和建图。
光流估计通过分析连续帧之间的像素位移来推断无人机的速度和运动方向，适用于室外环境中无GPS信号的场景。
地图构建则是将传感器获取的信息与环境地图进行融合，实现无人机在复杂环境中的路径规划和避障。
地图处理也是无人机视觉导航技术的重要环节。
在使用无人机进行室内导航时，需要先进行地图的建立和更新。
地图可以是二维的，也可以是三维的。
在室内环境中，可以通过激光雷达测量房间的墙壁面，再将其转换成地图。
对于室外环境，可以使用航拍摄像头进行地图构建。
构建好地图后，可以将其与无人机的传感器信息进行融合，提供更精确的导航结果。
最后，避障策略也是无人机使用中不可忽视的一环。
避免与障碍物碰撞，是保证无人机飞行安全的重要因素。
基于视觉的无人机导航系统可以利用深度学习算法对图像进行实时处理，以识别和跟踪障碍物。
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标，出和咖分别为每个像素在石轴和Ｙ轴方向上的物理尺寸；
（％ｙｉ）为参考点的图像坐标；Ｍ、［口】、嘲基元变换矩阵。
经过以上分析．参考点Ａ的像点坐标应同时满足上述直线
和平面约束，故将空间直线方程和像平面方程联立，即：
ｘ．－ｘ＝ｏ
（４）
卜妒舌奉一ｓｉｎａ＊Ｂ－ｃｏｓａ＊Ｃ ｌｙ；－ｖ旷毒·面－ｓｉｎＫ＊Ａ＋ｃｏｓｇ（ｃｏｓａ＊胍Ｂ＋晶ｓｉｎ五ｃｔ百＊Ｃ） 将方程（４）视为以ｔ、孙竹为参数的方程，可以求出不含参
Ｂ＝－ｓｉｎｙｓｉｎｆｌ（戈ｄ—ｚ。）－ｃｏｓｆｌ（ｙ．－ｙ，）－ｃｏｓｙｓｉｎｆｌ（ｚ一．）
Ｃ＝ｃｏｓｙ（ｘ：ｘ，）－ｓｉｎｙ（ｚｄ－ｚ．）
Ｄ＝等
根据机器人当前瞬时位置和目标点位置，将这些参数连同 参考点的位置坐标、摄像机内参数等代入公式（６），即可得到参 考点的像点在像面上的导航曲线。分析此导航曲线方程的系 数，根据各参数的取值不同曲线可以表现为圆、椭圆和双曲线 等二次曲线形式，图２即为某实验中系统其他参数一定，摄像 机光轴在机器人纵向平面与机体主轴的夹角Ｋ分别为０、＇Ｉ饵、 ，ｒｒ／２时的导航曲线形式。
要研究领域为模式识别，多源信息融合技术等；田原（１９６４一），男，博士，研究员，主要研究领域为模式识别，计算机视觉等；杨一平 （１９６２一），男，研究员．主要研究领域为语义信息处理、知识管理、智能控制等。 收稿口期：２００８一１１－２８ 住【ｎＪ口期：２００９－０２—１６
万方数据
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与应用
基金项日：中国科学院知识创新工程重要方向项目（ｔｈｅ Ｉｍｐｏｒｔａｎｔ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＮＱＤｌ０７Ｎ０１）。 作者简介：于俊伟（１９８０－）．男，博士研究生，主要研究领域为计算机视觉，图像处理，多源信息融合技术；翁璐斌（１９７９一），男，博士，助理研究员，主
确定了参考点的导航曲线后，可以定义距离函数Ｌ表示实 际像点与曲线的关系，当距离函数小于阈值缸时，即认为像 点在此导航曲线上，否则，为了使系统始终指向目标运行，需要 调整机体姿态，使参考点成像到此理论曲线上。
上述像点的导航曲线方程可通过空间定直线和转动的像 平面相交的方法求取。根据摄像机线性模型，参考点的像点必 在由成像中心Ｓ和物点Ａ所确定的直线上，在世界坐标系中此
２篮
（、６。）７
ｃｏｓ ｇ－Ｄｓｉｎ２９
在公式（５）和公式（６）中：
Ａ：ｃｏ袖ｉ叫（算一。）－ｓｉ够（础）＋ｃｏｓ归ｃｏｓｙ（ｚ．－－ｚ，）
ｙ确定，平移变换由成像中心相对世界坐标系原点的偏移量确
定。如果将上述变换后的像平面方程看成是滚动角ａ的函数，
则绕机体主轴转动的像平面就是满足公式（３）的平面族兄：
ｆ（耳广ｚ‘ｏ）出１
置＝（【’，】归】陋】Ｍ）Ｉ（”旷讲）匆ｌ＋墨
（３）
１ｌ ．，厂 ＪＪ
上式中，其中，为摄像机焦距，（‰，蛳）为像平面主点的像素坐
ＹＵ Ｊｕｎ—ｗｅｉ．ＷＥＮＧ Ｌｕ—ｂｉＩＩ。ＴＩＡＮ Ｙｕａｎ。ｅｔ ａ１．Ｎｏｖｅｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｖｉｓｉｏｎ ｈｅａｄｉｎｇ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ。２００９．４５（３２）：１３７－１４０．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｗｉｔｈ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｖｉｓｕａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ａ ｎｏｖｅｌ ｖｉｓｉｏｎ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｖｉｓｉｏｎ
键，因此进行视觉方向导航研究对提高实际导航精度具有重要 的意义。
视觉辅助导航中视觉特征的选择及匹配决定了算法的环 境适应能力和计算复杂度，这也是视觉辅助导航研究的重点。 因为目标形状的差别，不可能为各种目标都设计专门的检测和 识别算法，另外在导航方向上也可能不存在用于跟踪导航的显 著视觉特征，所以利用与目标点位置关系已知的显著特征点作 为参考点是进行视觉导航的有效方法，这样还有利于提高算法 在不同环境中的适应能力。显著特征点是指能够在图像中便于 检测和提取的点，包括图像中的角点、直线交叉点和局部轮廓 最大曲率点等同。选择显著特征点作为参考点有以下两个方面 的考虑：一是有些导航目标本身并不具备明显的特征而不能进 行直接导航，如光滑平面的中心，物体和空间结构的内部点等； 二是目标虽然具有一定的特征，但是目标周围有很多相似特征 而不好直接确定导航目标，如场景中密集排列的地板砖块、建 筑物上尺寸相同的窗户等。在参考点数量的选择上，可以选择 易于提取、计算结果鲁棒的特征作为参考点。实际中由于特征
数ｔ的耘和ｙｌ的表达式：
…，、
将毛和竹联合起来并消去参数Ｏｔ，得到参考点的像点在像
面上的导航曲线方程：
【（即ｌｌｏ）出卜（ｃ。ｓｋＤｓｉｎｋ）【（扩”。）西，＿墨岩譬嚣耋舞生降
图１成像定位原理示意图
根据视觉导航信息可观测性分析阿，在只有一个参考点时 对成像系统全部姿态参数进行估计是—个欠约束问题。该文不 用完全求解系统的姿态参数，根据绕机体前进方向的转动不影 响系统运行方向的特性，提出了一种新的视觉方向导航方法， 其原理如下：在视觉导航过程中，如果给机体增加一个绕机体 主轴的转动量，摄像机的像平面将随着机体转动，空间参考点 在像平面上的成像位置也会不断变化，当机体转动一周时空间 参考点的像点在像面上记录为一条平面曲线。系统运行的每个 位置都能确定一条这样的理想曲线，即图像导航曲线，如果系 统没有对准目标点方向运行，参考点的实际像点就会落在导航 曲线外，通过调整机体姿态参数使参考点实际成像点落到此导 航曲线上，即可达到使系统始终指向目标运行的导航目的。
扛（躺）￡＋置 直线跗可以表示为参数方程：
（２）
其中，ｔ为自由参数，置＝（％儿，五）‘和Ｘｏ＝（ｘ。，扎，毛）’分别为成像
中心和参考点的世界坐标。
根据摄像机坐标系和图像坐标系的定义，将像平面坐标经
过旋转和平移变换，能够得到像平面在世界坐标系下的表示，
其中旋转变换由摄像机的安装角Ｋ和机体的３个姿态角ｄ胡、
＾
ｘ毯椒。ｘ。＋ＡＲｏＲ鼍
其中：兄为空间某一点的在世界坐标系中的坐标；五为该点在 摄像机坐标系中的坐标；瓦为摄像机坐标系原点与机体坐标 系原点之间的偏移量；置为摄像机光学中心在世界坐标系中的
坐标。足：为摄像机坐标系到机体坐标系的旋转矩阵，Ｒ：由摄像
机相对机体的安装角度确定；Ｒ。是机体坐标系到世界坐标系的 旋转矩阵，毛由机体姿态角的方向余弦确定；Ａ为比例因子。
１引言 随着计算机视觉技术的发展，基于视觉的定位和导航方法
在移动机器人技术中得到了广泛的研究和应用【ｌ】。视觉定位和导 航是机器人自主技术的前沿技术，它根据图像传感器获得的图 像信息来估计机器人相对于空间环境的位置和姿态。很多研究 者在机器人视觉导航领域做了大量的研究工作，例如，Ｔｏｍｏｎｏ田 通过对走廊、门牌等物体的识别，提出了一种基于模型识别的 室内机器人视觉导航方法；Ｓａｅｅｄｉｔ３Ｉ在对室外未知环境特征提 取和对应方法研究的基础上，利用立体视觉的方法实现了机器 人三维定位和轨迹跟踪；ＤｅＳｏｕｚａｔ玳对机器人视觉导航技术在过 去二十几年的发展做了综述性研究。目前计算机视觉相关研究 内容中，ＳＦＭ（Ｓｈａｐｅ ｆｒｏｍ Ｍｏｔｉｏｎ）和ｓＬＡＭ嘲（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏ— ｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）等问题的研究多注重于对场景结构的 描述，考虑到实时性和场景适应性要求，对于场景结构已知的 环境有必要根据实际应用开展有针对性的研究。谢绍丽ｌｑ等人 的研究指出在图像传感器的位置和姿态角等参数中，姿态角参 数反映了导航系统运行的方向，也是决定系统定位精度的关
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与应用
视觉方向导航新方法
于俊伟，翁璐斌，田原，杨一平 ＹＵ Ｊｕｎ－ｗｅｉ，ＷＥＮＧ Ｌｕ－ｂｉｎ，ＴＩＡＮ Ｙｕａｎ，ＹＡＮＧ Ｙｉ－ｐｉｎｇ
中国科学院自动化研究所，北京１００１９０ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０，Ｃｈｉｎａ Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｕｎｗｅｉ．ｙｕ＠ｉａ．ａｃ．ｃｎ