[发明专利]一种用于无人机自主着舰的合作目标设计与定位方法

权利要求书

1.一种用于无人机自主着舰的合作目标设计与定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：设计合作目标，设计内容包括：合作目标的形状、合作目标的尺寸、合作目标的位置布置、合作目标的颜色、辐射波段及功率；

所设计的合作目标的形状为“T”形，“T”形的竖直边为引导边，横向边为定位边，引导边和定位边互相垂直且整个合作目标在竖垂直方向上轴对称，在合作目标的质心位置设置定位点；合作目标的外表面涂有红色红外涂料；在舰船跑道两侧设置三个合作目标A、B和C，三个合作目标的引导边都平行于跑道，A和B关于跑道对称分布，B和C的连线平行于跑道；

步骤2：设计合作目标识别方案，该方案中包括三个阶段：第一个阶段是5000米远距离舰船位置探测；第二个阶段是1000米中距离跑道平面定位；第三个阶段是500米近距离着舰位置定位。

2.根据权利要求1所述的用于无人机自主着舰的合作目标设计与定位方法，其特征在于，步骤1所述的“T”形合作目标，其引导边的长度设计为2a，定位边的长度设计为4a，引导边和定位边的宽度都设计为a；定位边用来确定合作目标放置在舰艇上的位置，引导边用来引导无人机自主着舰的方向，定位点用作在无人机着舰过程中对合作目标的定位。

3.根据权利要求1或2所述的用于无人机自主着舰的合作目标设计与定位方法，其特征在于，步骤1所述的合作目标的尺寸为：引导边长为1m，定位边长为2米，定位边和引导边的宽度都为0.5m。

4.根据权利要求1或2所述的用于无人机自主着舰的合作目标设计与定位方法，其特征在于，步骤1所述的合作目标尺寸，根据公式：D＝3.5S×θ/λ得到；其中，λ为经验值，取值范围为0.6～0.9；θ为红外相机的空间分辨率；S表示探测距离，单位为Km；所得到的D为引导边的长度与定位边的宽度之和。

5.根据权利要求1所述的用于无人机自主着舰的合作目标的设计与识别，其特征在于，步骤1中所述的合作目标A布置在降落跑道的左侧，合作目标B和C位于降落跑道的右侧。

6.根据权利要求1所述的用于无人机自主着舰的合作目标设计与定位方法，其特征在于，步骤1中所述的辐射波段及功率，具体为8～12um波段的红外辐射，辐射功率为2Kw。

7.根据权利要求1所述的用于无人机自主着舰的合作目标设计与定位方法，其特征在于，所述的步骤2具体实现步骤为：

步骤2.1：5000米远距离舰船位置探测：对机载红外摄像机拍摄的红外图像采用SIFT算法进行特征点检测，提取三个以上的特征点，通过特征点匹配对舰船位置进行定位；SIFT表示尺度不变特征变化；

步骤2.2：1000米中距离跑道平面定位：对机载摄像机拍摄的三个合作目标图像采用多通道自适应图像分割方法，提取出合作目标，并计算出合作目标的质心，确定合作目标的定位点；根据三个定位点及定位点之间的距离，确定跑道平面；

步骤2.3：500米近距离着舰位置定位：对机载红外摄像机拍摄的红外图像采用SIFT算法来提取特征点，通过特征点匹配、全局运动求解确定舰船的运动状态；同时，对机载摄像机拍摄的三个合作目标图像采用多通道自适应图像分割方法，识别出合作目标，确定合作目标的定位点和引导边，结合舰船的运动状态，最终确定出无人机着舰的精确位置。