[发明专利]基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法，包括以下步骤：步骤1：采用多幅原始二维图像进行平面视景拼接，生成模拟视觉场景；步骤2：建立大地坐标系，以及原始二维图像的平面坐标系；步骤3：得到大地坐标系中的坐标与每幅原始二维图像的平面坐标系中像素点坐标的关系公式（一）；步骤4：计算无人机当前应该获取到的视景图像中，像素点A对应的视觉射线指向模拟视觉场景中的目标点B在大地坐标系中的坐标；步骤5：根据关系公式（一）计算得到目标点B在原始二维图像的平面坐标系中对应的像素点坐标；步骤6：获取目标点B所对应像素点的颜色信息，将颜色信息对应录入无人机当前应该获取到的视景图像中，生成无人机的当前视景图像。

技术领域

本发明涉及无人机着舰视景模拟技术领域，具体涉及一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法。

背景技术

无人机是利用无线遥控设备和自身搭载的程序控制装置操纵的不载人飞机，在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检等众多领域得到应用。

无人机的自主着舰技术是现在飞行控制领域和人工智能领域人们研究的重点课题，其主要解决无人机在飞行任务末端的自主着舰回收问题。现在广泛使用的无人机回收方法是采用人工末端遥控技术实现着舰，遥控对象多为无人直升机，也有基于GPS和惯性导航系统实现的自主着舰技术，但是受到卫星等外围条件的限制，并不是完全自主的末端导航系统。

近年来，学者们开始研究基于视觉的完全自主的导航技术，力图使无人机在整个任务的飞行阶段能够实现自主飞行，特别是在飞机起降阶段，从而可以大力发展大起飞重量、大载荷、具有战术和战略意义的无人机；但是基于视觉的自主着舰系统研究存在一定难度，不仅在理论和技术创新上存在难度，而且实施有针对性的视觉实验也具有一点难度和无人机毁坏的风险，大大阻碍了视觉技术在无人机末端导航中的研究和发展。采用模拟视景的方式来进行基于视觉的无人机实验可以有效降低难度和风险，现有技术主要采用的是虚拟现实技术构建无人机实验场景，一方面构建场景的工作量及难度都非常大，会占用研究人员大量的时间和精力，另一方面虚拟场景的真实度较低，实验效果不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法，可以解决现有技术通过虚拟现实技术构建无人机实验场景，导致构建场景的工作量及难度大，以及真实度较低的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法，包括以下步骤：

步骤1：采用多幅原始二维图像进行平面视景拼接，生成模拟视觉场景；

步骤2：根据模拟视觉场景建立大地坐标系，以及原始二维图像的平面坐标系；

步骤3：根据原始二维图像的比例尺，得到大地坐标系中的坐标与每幅原始二维图像的平面坐标系中像素点坐标的关系公式(一)；

步骤4：根据无人机的位置信息和姿态信息，计算无人机当前应该获取到的视景图像中，像素点A对应的视觉射线指向模拟视觉场景中的目标点B在大地坐标系中的坐标；

步骤5：根据关系公式(一)计算得到目标点B在原始二维图像的平面坐标系中对应的像素点坐标；

步骤6：获取目标点B所对应像素点的颜色信息，将颜色信息对应录入无人机当前应该获取到的视景图像中，生成无人机的当前视景图像。

本发明的进一步方案是，在步骤1中，所述多幅原始二维图像包括一幅在海面上泊有舰艇的中心图像，其余为复制于一幅仅仅是海面的图像的复制图像，复制图像围绕中心图像进行拼接。