万文辉
- 作品数：11 被引量：67H指数：5
- 供职机构：中国科学院遥感与数字地球研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 全景立体视觉的快速近区重力地形改正方法(英文)被引量：2
- 2013年
- 重力地形改正是区域重力测量工作中的一个关键步骤,按照测区范围分为近区、中区和远区地形改正。中区和远区的地形改正基于已有的中小比例尺地形数据库比较容易实现,但近区地形改正对于地形产品精度的要求较高而相应的大比例尺地形数据缺乏,实际作业中仍然需要外业大量的人工采点和内业处理生成近区地形,严重制约了重力测量工作的精度和效率。因此,如何快速价廉地重建重力测站附近高精度的3维地形,成为目前高精度区域重力测量工作中亟待解决的具有挑战性的问题。本文提出了一种基于全景立体视觉和摄影测量技术的快速近区重力地形改正方法,设计和开发了相应的快速地形测图系统,能够自动生成近区高精度的数字地形模型并解算出相应的近区重力地形改正值,从而实现了近区地形改正的高精度和自动化。系统的设计思想是在满足精度要求的前提下集成价廉可靠的硬件单元并开发专门软件实现可应用推广的系统,而不是采用昂贵的高端硬件以达到最高的精度。全景立体测图系统的硬件单元包括两台工业相机与固定基线构成的立体相机、双自由度(水平±180°,竖直±36°)旋转云台和支撑采集设备的三脚架,并通过笔记本控制云台和立体相机采集测站周围的影像。这些硬件的选取与配置基于理论精度分析与设计优化,结果表明测站50m范围内的3维测量精度优于1m,满足近区地形改正的精度需求。为了实现理论上的测图精度,采用控制点均匀分布的3维控制场,对立体测图系统的几何参数进行了精确标定,其中包括相机的内参数、畸变系数、立体相机的相对位置姿态以及云台旋转轴和中心的偏移参数。基于标定后测图系统精准的几何参数,从360°全景立体影像建立无缝的立体模型,采用兴趣点提取、自相关和最小二乘匹配等技术实现快速立体
- 邸凯昌吴凯刘召芹万文辉邸志众李钢
- 关键词：地形测图全景视觉
- 月面形貌仿真设计及在嫦娥三号任务中的应用被引量：2
- 2014年
- 月面形貌仿真可以为嫦娥三号着陆前地形建立及视觉导航仿真测试提供逼真的三维月面环境。利用分形随机算法并结合月面撞击坑与石块的数学分布模型,在实现月面数字地形的基础上利用纹理映射和纹理融合的方法为月面地形添加纹理,完成了月面逼真三维环境的构建。结合导航相机的外方位元素和光照条件,实现了对该仿真月面环境的模拟环拍,支撑了嫦娥三号发射前月球车导航相机数据获取、地形建立、通行代价图计算、月球车路径规划等遥操作任务过程仿真测试。测试结果表明,仿真月面三维地形具有良好的视觉效果,满足了巡视器导航相机测试验证对精细月面地形和纹理的需求,为导航相机测试验证提供了有效的月面形貌仿真数据。
- 李巍孙义威万文辉刘召芹胡文敏岳宗玉邸凯昌苗毅詹磊
- 关键词：嫦娥三号分形地形纹理融合
- 嫦娥三号巡视器的惯导与视觉组合定姿定位被引量：11
- 2014年
- 针对"嫦娥三号"的"玉兔号"巡视器在月面未知环境中避障与安全行进的要求,分析和阐述了"玉兔号"巡视器在地面遥操作中心的控制下利用惯导和视觉组合进行月面导航与精确定位的实现方法,并结合现有的导航定位研究对"玉兔号"巡视器导航与定位的工程创新性进行了总结,阐明了惯导定位和视觉定位技术在"玉兔号"巡视器月面探测过程中的工程应用特点。最后,通过"玉兔号"巡视器着月点的精确定位实验,验证惯导和视觉相结合的定位方法的有效性,定位精度近似达到总行驶里程的1%,这对"玉兔号"巡视器开展月面探索和准确抵达科学目标位置具有重要作用。
- 刘传凯王保丰王镓唐歌实万文辉卜彦龙
- 关键词：嫦娥三号视觉导航
- 用于行星探测车定位的视觉测程新方法被引量：2
- 2013年
- 用于行星探测车的视觉测程方法已经被广泛研究,但传统的视觉测程方法仅根据相邻的两帧影像进行运动估计,忽略了连续多帧影像间更强的几何约束。本文提出一种新的视觉测程方法,在连续多帧影像间进行特征追踪构成影像网,并用光束法平差进行运动估计。在特征追踪过程中,根据不同立体影像中欧氏距离的一致性剔除离群值,并自适应地选择几何关键帧。用蒙特卡罗方法分析了不同几何配置下视觉测程的精度。野外实验结果表明本文提出的新方法能有效提高探测车定位精度。
- 邸凯昌万文辉刘召芹
- 关键词：行星探测车光束法平差
- 基于监视相机单像量测的嫦娥三号巡视器与着陆器分离决策支持被引量：1
- 2014年
- 嫦娥三号探测器系统两器分离是着陆后进行的第一个关键动作,也是后续着陆器探测和巡视器月面巡视勘察的基础,解决两器安全分离问题对于整个工程的实施具有重要意义。针对实际任务中对分离决策实时性和可靠性要求高的特点,使用基于着陆器监视相机的单像量测方法对月面环境中障碍物和通信遮挡包络进行分析计算,评估两器分离过程中的不安全因素,为两器分离决策提供支持。介绍了监视相机单像量测和通信遮挡包络计算方法,并对量测精度进行了分析验证。
- 赵强刘召芹万文辉李巍孙义威邸凯昌周建亮席露华铁伟涛
- 关键词：嫦娥三号
- 嫦娥三号导航相机测图能力分析及地形重建被引量：14
- 2014年
- 基于立体相机成像模型并结合相机参数对嫦娥三号导航相机3维测图能力进行分析,利用摄影测量原理和误差传播定律对巡视器30 m范围内的DEM精度进行了理论分析,推导出导航相机立体影像获得的采样点精度公式,并绘制了DEM的平面精度图和高程精度图;同时使用多线程技术开发了基于导航相机立体影像的地形快速重建算法,利用多线程技术完成影像的特征匹配和密集匹配,并通过分块内插生成DEM。该技术应用于嫦娥三号任务中,有力地支持了嫦娥三号遥操作路径规划相关任务。
- 彭嫚万文辉吴凯刘召芹李力邸凯昌李立春苗毅詹磊
- 关键词：嫦娥三号DEM
- 基于降落图像匹配的嫦娥三号着陆点位置评估被引量：11
- 2014年
- 提出了一种应用着陆器降落相机序列图像和嫦娥二号数字正射影像(DOM)的嫦娥三号着陆点位置评估方法。以高分辨率降落图像上的着陆器位置为基础,通过降落序列图像间的尺度不变特征转换(SIFT)匹配,计算序列图像间的几何转换参数,完成着陆器在低分辨率降落图像上的定位。并通过提取降落图像与嫦娥二号DOM影像上的撞击坑,实现图像间的匹配与几何转换参数的计算,最终得到着陆器在嫦娥二号DOM影像上的位置。通过对比美国"月球勘测轨道器"(LRO)拍摄到的着陆器真实位置,验证了定位方法的有效性,其定位精度在DOM影像1个像素以内。
- 万文辉刘召芹刘一良刘斌邸凯昌周建亮王保丰刘传凯王镓
- 关键词：图像匹配
- 遥感制图与导航定位技术在嫦娥三号遥操作中的应用被引量：10
- 2014年
- 系统介绍了嫦娥三号遥操作中基于影像的遥感制图与导航定位技术的应用方法。利用降落相机序列影像实现了嫦娥三号着陆器在嫦娥二号卫星影像上的高精度定位,并生成了着陆区高精度3维制图产品;利用导航相机立体影像生成巡视器周围地形产品,采用站间影像匹配定位和DOM匹配的方式实现了玉兔号月球车的连续高精度定位;将高精度的定位结果和制图产品应用于月球车遥操作任务规划中,为月球车的安全行驶和科学探测提供了精准的定位和3维地形信息。月球车月面巡视探测工作的顺利完成,验证了这些应用技术的可靠性。
- 刘召芹万文辉彭嫚赵强徐斌刘斌刘一良邸凯昌李立春于天一王保丰周建亮陈宏敏
- 关键词：嫦娥三号遥感制图导航定位遥操作
- 基于联邦滤波的航迹推算方法研究
- 2015年
- 由于传统的基于IMU/里程仪组合的航迹推算系统受地形起伏及其打滑影响较大,影响了探测车导航系统的精度和稳健性,为了提高探测车导航系统的定位精度和稳健性,提出了一种基于联邦滤波的IMU/里程仪组合导航方法,该方法充分利用IMU提供的信息,在原航迹推算的方法上增加一个滤波器,将IMU的比力输出作为观测量进行滤波,并建立联邦组合导航系统的数学模型实现最优融合;从而提高了探测车导航系统的定位精度;最后地下矿道实验证明该方法能有效提高移动平台导航定位结果的精度和稳健性。
- 李宇郭杭邸凯昌万文辉田宝连
- 关键词：航迹推算惯性测量单元联邦滤波里程计
- 嫦娥三号巡视器视觉定位方法被引量：24
- 2014年
- 月面巡视器的定位是巡视器开展月面科学考察工作的基础,是一项关键技术.本文提出了一种基于计算机视觉的定位方法,将SIFT(scale-invariant feature transform)匹配、相关系数匹配、最小二乘匹配和光束法平差等多项技术融合,实现了相邻站间月面巡视器的导航定位.在实验室构建立体视觉导航系统对本文的方法进行可行性和精度测试,结果表明视觉定位相对精度将优于4%,并成功应用于玉兔号巡视器定位.
- 王保丰周建亮唐歌实邸凯昌万文辉刘传凯王镓
- 关键词：光束法平差视觉定位遥操作
