摘要：为研究水田激光平地机动力学模型,提高控制算法精度,优化机械结构设计,提出一种基于单目高速相机的平地铲位姿参数动态测量方法。该方法利用直接线性变换(Direct linear transformation,DLT)分别建立单目相机与平地铲局部坐标系、单目相机与平地铲台架之间的对应关系方程,通过高斯-牛顿迭代法间接求解出平地铲上两个坐标系之间的转换关系,从而实现平地铲空间位置和姿态角的测量。利用单目高速相机进行了试验验证,并与AHRS(Attitude and heading reference system)传感器进行数据对比。试验结果表明:本文方法可以实现平地铲的位姿参数测量,与AHRS传感器相比,姿态角平均绝对误差为0.687°、标准差为0.543°,最大绝对误差为-1.92°,出现在平地铲运动到3.76 s处;测得的质心位置在 X、Y、Z 轴方向上的变化与平地铲实际运动相符。

关键词：平地铲 位姿参数 高速相机 动态测量 高斯牛顿法 

单位：华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室; 广州510642