本發(fā)明專利技術(shù)研究一種無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別方法。解決無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別問題，利用地面目標(biāo)的顏色及形狀作為識別特征，準確識別地面目標(biāo)，并結(jié)合幾何定位算法，根據(jù)無人機的位置及機載相機獲得的地面目標(biāo)圖像，解算出地面目標(biāo)的位置坐標(biāo)。本發(fā)明專利技術(shù)研究的無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別方法，正是為了適合中小型無人機的微型化及低成本的特點，具有理論與實用價值。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于視覺導(dǎo)航領(lǐng)域，涉及一種研究。
技術(shù)介紹
無人機(UAV)在軍事上和民用上的作用日趨重要，著陸是它的一個重要部分，現(xiàn)在無人機廣泛采用的著陸系統(tǒng)(ILS)，即需要地面控制臺也需要機載設(shè)備，而對于小型無人機，機載設(shè)備受到重量和體積的限制，GPS導(dǎo)航的使用具有一定的環(huán)境局限性，所以要求無人機的導(dǎo)航設(shè)備采用無源、便于攜帶的傳感器，目前大量使用的是小型慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，并輔助與相機或是測高儀。目前的著陸技術(shù)主要是基于GPS和測高儀，如UCARS和TALS著陸系統(tǒng)。視覺著陸系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注，因為它只采用相機和必要的視覺處理單元，就能識別出路徑或地面標(biāo)記，從而引導(dǎo)無人機著陸。本專利技術(shù)研究如何識別地面標(biāo)記，并結(jié)合無人機的位置及地面標(biāo)記的圖像，解算出地面標(biāo)記的位置坐標(biāo)，為下一步引導(dǎo)無人機著陸作準備。正是為了適合中小型無人機微型化及低成本的特點，具有理論與實用價值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)研究一種。解決無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別問題，利用地面目標(biāo)的顏色及形狀作為識別特征，準確識別地面目標(biāo)，并結(jié)合幾何定位算法，根據(jù)無人機的位置及機載相機獲得的地面目標(biāo)圖像，解算出地面目標(biāo)的位置坐標(biāo)。主要內(nèi)容如下I)地面目標(biāo)識別2)地面目標(biāo)位置解算具體實施例方式主要環(huán)節(jié)的具體設(shè)計思路如下 (I)地面目標(biāo)識別引導(dǎo)無人機著陸的地面目標(biāo)要求在滿足兩個方面的要求從無人機的各個方向捕捉的影像投影要一致，其次它的顏色與周圍環(huán)境明顯不同。這些決定在選擇無人機著陸地面標(biāo)記時選擇半圓形狀標(biāo)記，顏色鮮明如紅色、黃色等，下面以紅色為例說明地面目標(biāo)識別的方法。步驟1:顏色識別。像素在圖像坐標(biāo)中的顏色由三個整數(shù)表示(IK，IG, Ib)，從0到255。圖像中的每個像素是否屬于紅色受到光線條件、陰影、噪聲的影響，采用濾波的方式識別地面目標(biāo)顏色，濾波方法如下aIB < Ie ^ 255bIG < Ib < 255(I)0 < c ^ Ie其中a，b，c為門限值，根據(jù)你選擇的地面目標(biāo)顏色的深淺而定，可反復(fù)試驗調(diào)整。步驟2 :形狀識別。如果從背景中提取出相同顏色的不同形狀的物體，如何識別出地面的標(biāo)記？由于形狀不規(guī)則的物體在不同角度、不同距離的目標(biāo)圖像中的投影是不一樣的，而圓形標(biāo)記對于平移、旋轉(zhuǎn)與尺寸具有不變性，所以，連續(xù)的4級地標(biāo)投影的形狀如果連續(xù)不變，則識別出地標(biāo)的概率很高，增加投影圖像的級數(shù)，則識別的概率更高。即通過圖像的不同時刻運動識別，從而識別地標(biāo)。(2)地面目標(biāo)位置解算地面目標(biāo)的位置可由下面的幾何公式計算Xs7 = Xstic + XsCiB + Xsb = RsibRbic Xcric + RsbX^ib + Xsb(2) = kRs bRb cWct + RsibXc B + Xs8其中k > 0，wf為相機的方向矢量。是歐拉角平移矩陣，S和B分別為局部坐標(biāo)和載體坐標(biāo)，Xf是慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置估計。通過坐標(biāo)變換，基于無人機的慣導(dǎo)位置坐標(biāo)，解算出地面目標(biāo)的位置坐標(biāo)。本專利技術(shù)的優(yōu)點在于，視覺引導(dǎo)無人機著陸，由顏色和形狀識別標(biāo)記，并結(jié)合無人機的慣導(dǎo)系統(tǒng)給出的無人機位置坐標(biāo)，解算出地面標(biāo)記的位置坐標(biāo)，為引導(dǎo)無人機著陸作準備。本研究具有一定的理論和學(xué)術(shù)價值，具有良好的應(yīng)用前景。權(quán)利要求1.一種。其特征在于(I)解決無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別問題；(2)利用地面目標(biāo)的顏色及形狀作為識別特征，準確識別地面目標(biāo)，并結(jié)合幾何定位算法，根據(jù)無人機的位置及機載相機獲得的地面目標(biāo)圖像，解算出地面目標(biāo)的位置坐標(biāo)，為弓I導(dǎo)無人機著陸做準備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種，其特征在于，利用顏色和形狀這兩個特征識別地面目標(biāo)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種，其特征在于，基于機載相機獲得的地面目標(biāo)圖像及無人機位置，采用幾何定位算法，解算地面目標(biāo)坐標(biāo)。全文摘要本專利技術(shù)研究一種。解決無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別問題，利用地面目標(biāo)的顏色及形狀作為識別特征，準確識別地面目標(biāo)，并結(jié)合幾何定位算法，根據(jù)無人機的位置及機載相機獲得的地面目標(biāo)圖像，解算出地面目標(biāo)的位置坐標(biāo)。本專利技術(shù)研究的，正是為了適合中小型無人機的微型化及低成本的特點，具有理論與實用價值。文檔編號B64D45/08GK102991681SQ20121056835公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日專利技術(shù)者成怡 申請人:天津工業(yè)大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別方法。其特征在于(1)解決無人機視覺著陸系統(tǒng)中地面目標(biāo)識別問題；(2)利用地面目標(biāo)的顏色及形狀作為識別特征，準確識別地面目標(biāo)，并結(jié)合幾何定位算法，根據(jù)無人機的位置及機載相機獲得的地面目標(biāo)圖像，解算出地面目標(biāo)的位置坐標(biāo)，為引導(dǎo)無人機著陸做準備。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：成怡，
申請(專利權(quán))人：天津工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。