[发明专利]一种无人机飞行路径的处理方法

权利要求书

1.一种无人机飞行路径的处理方法，其特征在于，无人机固定安装有双目相机，所述双目相机包括左相机和右相机，包括步骤：

获取双目相机当前帧图像；

检测所述当前帧图像与已记录路径的关键帧图像是否相似，若相似，根据所述当前帧图像和关键帧图像计算双目相机的相对位姿，并根据所述双目相机的相对位姿计算无人机的相对位姿，并对所述无人机的相对位姿进行修正；其中：

所述根据双目相机的相对位姿计算无人机的相对位姿，具体为：

根据优化函数获取无人机的相对位姿，所述优化函数为：

其中，T_i(t)表示t时刻第i幅关键帧时无人机的相对位姿，ρ指的是欧氏距离的平方，是3D点和2D图像点的对应关系集合，V_i是第i幅关键帧里面的特征点集合，P_WC指的是双目相机的相对位姿，X指的是三维坐标点，T表示待优化的无人机相对位姿；

所述对所述 无人机的相对位姿进行修正，包括步骤：

保存双目相机的内参参数、外参参数、畸变参数，并将双目相机中的左相机的中心设置为双目相机的中心点；

利用fast或Shi-Tomas角点提取算法提取左相机图像中的角点x_l，及利用Lucas-Kanade算法提取右相机图像中的对应点x_r，并且计算出所述角点x_l和对应点x_r计算点对；

利用RANSAC算法计算单应性矩阵H_lr和基础矩阵F_lr，并根据所述单应性矩阵H_lr和基础矩阵F_lr剔除异常点对；

对保留的点对计算对应的三维坐标点，并计算所有三维坐标点距离双目相机的平均距离；

根据所述关键帧图像和无人机的相对位姿构建参考关键帧，并由所述参考关键帧变换临时中间帧图像，通过Lucas-Kanade算法对所述临时中间帧图像和当前帧图像进行点对匹配，并计算所述临时中间帧图像的相机坐标；

根据所述临时中间帧图像的相机坐标计算出所述临时中间帧图像的世界坐标；

根据所述临时中间帧图像的世界坐标通过所述优化函数计算无人机的相对位姿，并通过卡尔曼滤波器更新无人机的相对位姿；

若不相似，判断所述当前帧图像是否为关键帧图像，若是，将所述当前帧图像存储为关键帧图像。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述单应性矩阵H_lr和基础矩阵F_lr剔除异常点对，具体为：

若双目相机的图像场景是平面或接近平面，判断角点x_l和对应点x_r是否满足公式x_l＝H_lrx_r，若不满足，则剔除导常点对；

若双目相机的图像场景复杂，判断角点x_l和对应点x_r是否满足公式x_lF_lrx_r＝0，若不满足，则剔除导常点对。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，计算所述临时中间帧图像的相机坐标，具体为：

其中，K为相机的内参参数，d_avg为三维坐标点距离双目相机的平均距离，为位移，和为旋转矩阵，和分别是临时中间帧图像的相机坐标和世界坐标。