摘要
在饱和与斜视条件下对圆形引导灯的定位对于AUV对接至关重要，然而现有方法未能充分利用已知的信标几何结构，且在检测到的中心发生偏移时表现不佳。本研究提出了一种基于几何先验引导的定位方法，并通过完全在空气中的实验进行了验证。利用已知四灯布局的单灯和阵列级一致性来筛选候选发光轮廓。轮廓点被细化至亚像素精度，并且通过从投影几何推断方向和符号、从椭圆变形估计幅度来校正残余的投影偏差。在21个姿态组别的417张校正图像上，该方法实现了5.732像素的平均定位误差，比七种对比方法的平均值低25.54%，并在377张图像上产生了最低的图像级误差。在平面姿态估计中，所得中心产生了16.074毫米和5.794像素的平均平移误差和重投影误差，分别降低了12.01%和24.94%，平均旋转误差为2.662°，揭示了相对于最强基线的权衡。这些结果表明，几何引导定位可以在测试的空气中成像条件下减少中心估计误差。当前的CPU实现处理速度约为3.62帧/秒；因此，实时机载部署仍是未来工作的课题。
