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作者：王朋朋;李瑞;刘鑫;李响;付常亮;
单位：北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院;北京唯实深蓝科技有限公司;
摘要：针对目前常用的基于惯导+视觉测量+光学靶标的掘进机组合式导航定位存在的光学靶标被遮挡情况下掘进机定位中断问题，提出了一种光学靶标遮挡条件下掘进机定位解算方法。首先，采集4个呈矩形分布的靶标点组成的光学靶标在无遮挡情况下的图像，得到靶标点在相机内成像光斑的像素坐标并构造成矩形，再按照一定比例扩大构造辅助矩形区域框。其次，采集部分靶标点被遮挡情况下的图像，得到无遮挡靶标点在相机内成像光斑的像素坐标，根据靶标点的成像光斑与辅助矩形区域框顶点的欧氏距离，确定无遮挡靶标点与成像光斑的对应关系，进而确定被遮挡的靶标点。然后，利用已知的靶标几何尺寸和惯导提供的靶标姿态信息，建立投影后的靶标点与成像光斑的对应关系，进而求解出被遮挡靶标点对应的光斑像素坐标。最后，利用N点位姿透视求解（PNP）算法求得光学靶标中心位置的空间坐标，实现掘进机定位解算。试验结果表明，光学靶标被遮挡情况下，通过推算被遮挡靶标点对应的光斑像素坐标，可以解决掘进机定位中断问题，保证了掘进机定位的实时性，且定位误差满足掘进机实际定位需求。
关键词：掘进机定位;光学靶标;惯导;视觉测量;组合导航
基金资助：北京市自然科学基金青年项目（4224094）
