[发明专利]校验飞机定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞行校验技术，尤其涉及一种校验飞机定位方法。

背景技术

飞行校验是为了保证飞行安全，使用装有专业校验设备的飞行校验飞机，按照飞机校验的规范检查评估导航、雷达、通信设备的空间信号的质量、容限以及机场的进港、离港飞行程序，并根据检查评估的结果出具飞行校验报告的过程。飞行校验的基本原理是将校验飞机飞行过程中采集的数据与基准数据作比对，以评估各项数据的误差。其中，由定位系统提供的空间基准坐标的精确度直接影响飞行校验结果的精度和可靠性。

目前，校验飞机定位通常利用差分全球定位系统(Differential Global Positioning System，简称：DGPS)方法中的实时载波相位差分(Real-Time Kinematic，简称：RTK)技术，可以得到厘米级精度的全球定位系统(Global Positioning System，简称：GPS)定位信息。

但是，GPS作为民用导航系统存在着固有缺陷，如在复杂环境下卫星信号存在丢失的可能，在高动态条件下跟踪精度下降且信号容易失锁等。因此，亟需提出一种新的校验飞机定位方法。

发明内容

本发明提供一种校验飞机定位方法，以实现校验飞机的精确定位。

本发明提供一种校验飞机定位方法，包括：

校验飞机根据获取的跑道入口标志图像，确定至少两个特征点在图像坐标系中的第一坐标；其中，所述跑道入口标志图像由所述校验飞机的机载摄像机获取；

所述校验飞机根据所述第一坐标、预先获得的第二坐标、以及所述校验飞机的当前姿态信息，计算至少两个所述特征点从世界坐标系变换至摄像机坐标系的平移向量；其中，所述第二坐标是所述至少两个特征点在所述世界坐标系中的坐标；

所述校验飞机根据所述平移向量以及所述当前姿态信息获得所述校验飞机在所述世界坐标系中的第三坐标。

如上所述的方法，其中，所述确定至少两个特征点在图像坐标系中的第一坐标，包括：

所述校验飞机通过边缘检测技术和直线检测技术，提取所述跑道入口标志图像边缘的多条直线；

所述校验飞机通过聚类算法对多条所述直线按照倾斜角聚类，得到第一类直线集合和第二类直线集合；所述第一类直线集合中包含两条第一直线；

所述校验飞机确定所述第二类直线集合中最靠近所述跑道入口标志图像中心的两条第二直线；

所述校验飞机计算两条所述第一直线与两条所述第二直线的至少四个交点在所述图像坐标系中的坐标；其中，所述至少四个交点在所述图像坐标系中的坐标为所述第一坐标。

如上所述的方法，其中，所述校验飞机根据所述第一坐标、预先获得的第二坐标、以及所述校验飞机的当前姿态信息，计算至少两个所述特征点从世界坐标系变换至摄像机坐标系的平移向量，包括：

所述校验飞机根据第一矩阵方程计算所述平移向量T；

其中，所述第一矩阵方程为P_I,i＝sM₁M₂P_W,i＝sM₁[R T]P_W,i；

其中，i表示所述至少两个特征点中的第i个特征点，P_I,i表示第i个特征点在所述图像坐标系中的齐次坐标，s表示未知常数，M₁表示所述摄像机的内部已知参数矩阵，M₂＝[R T]表示所述摄像机的外部参数矩阵，R表示根据所述当前姿态信息获得的旋转矩阵，T表示所述平移向量。

如上所述的方法，其中，所述校验飞机通过边缘检测技术和直线检测技术，提取所述跑道入口标志图像边缘的多条直线，包括：

所述校验飞机通过边缘检测技术中的罗伯茨Roberts算子提取所述跑道入口标志图像的边缘，得到二值化的边缘图像；

所述校验飞机通过直线检测技术中的Hough变换算法提取所述边缘图像的多条直线，忽略长度短于第一预设阈值的直线，融合间距小于第二预设阈值的直线，得到所述跑道入口标志图像边缘的多条直线；其中，所述第一预设阈值为所述第二预设阈值的3倍。

如上所述的方法，其中，所述校验飞机通过聚类算法对多条所述直线按照倾斜角聚类，得到第一类直线集合和第二类直线集合，包括：

所述校验飞机通过所述聚类算法对多条所述直线按照倾斜角聚类；