[发明专利]一种用于前视导航制导的平面地标选择和参考图制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导航制导和图像处理交叉的科学技术领域，具体涉及到一种用于飞行器导航制导的平面地标选择和参考图制备方法，为飞行器前视导航制导提供导航基准数据和技术支持。 

背景技术

有人驾驶和无人驾驶飞行器的全天时前视导航制导一直都是导航制导领域中重要且具有挑战性的研究课题。 

飞行器要利用前视成像装置导航定位到目的地，必须解决一系列技术难点，提出并实现合适和正确的定位方法。飞行目的地常常处于复杂的自然背景当中，特别在城区，目的地常常处于复杂楼群之中。从光学成像角度考虑，目的地和场景之间存在相互遮挡；另外，在不同时相、不同气候、不同光照、不同成像高度、不同成像距离和不同成像角度的情况下，光学成像传感器所获取的目的地光学图像呈现不同的特性且复杂多变。因此，在远距离条件下，目的地看不见或看不清的情况下，采取直接导航制导方法往往是不可行和不可靠的。如果飞行目的地周边区域存在平面景物且能将此平面景物作为导航定位过程中的地面标志(以下简称平面地标)，那么可通过对平面地标的定位间接导航到目的地。 

当导航成像传感器处于不同高度、不同距离和不同观察角度的情况下， 平面地标在成像时可能会因为周边建筑物和地形起伏等对其的遮挡导致几何上的部分或整个的不可见性。另外，平面地标在不同的环境和光照条件下的光学成像特性有变化。而且，在飞行过程中，导航成像传感器所处的视点和环境的不同，平面地标会存在多视点、多尺度不同表现形态的问题，所以用于前视导航制导的平面地标的选择和参考图的制备是一个非常复杂困难的任务。 

美国发展的无人飞行器使用“惯导+景象匹配”组合导航系统，其景象匹配是采用下视光学匹配(传感器垂直于飞行器正下方)，发展了下视光学匹配导航参考图的选择和制备技术，没有考虑前视条件下的场景地标的匹配识别定位及其参考图制备问题，而且下视视场覆盖范围小，因此其应用受到限制。国内也未有对飞行器前视导航制导平面地标选择和参考图制备方法研究的公开报道。而平面地标的选择和用于导航制导的参考图的制备对飞行器在城区的前视导航制导定位具有重大应用价值。为了解决导航制导中的这个难题，必须发明一种能用于飞行器前视导航制导的平面地标选择和参考图制备方法。 

发明内容

本发明提供一种用于飞行器前视导航制导的平面地标选择和参考图制备方法，目的在于解决飞行器目的地直接定位困难情况下的间接导航定位问题，为飞行器前视导航制导提供导航基准数据和技术支持。 

一种用于前视导航制导的平面地标选择方法，具体为：在飞行视点P处计算传感器视场覆盖范围，在此范围内选取平面显著性因子η、被遮挡因子 μ和反差性因子C均满足用户设定要求的平面地物作为平面地标；其中， 

显著性因子η=AS,]]>A为在视点P下平面地物的投影面积，S为在视点P下成像传感器所成光学图像的面积； 

被遮挡因子μ=AuoA,]]>A_uo为在视点P下平面地物的被遮挡面积； 

反差性因子C=|I-E|E,]]>I为在视点P下平面地物在光学图像中的平均亮度，E为在视点P下平面地物的邻域在光学图像中的平均亮度。