[发明专利]基于图像辅助定位的无人机位姿调整方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于图像辅助定位的无人机位姿调整方法，包括以下步骤：无人机启动飞行后依据RTK定位飞至目标位置点，利用机载摄像机对标记点进行图像拍摄；对拍摄图像进行预处理以及检测识别标记点，判断标记点是否在图像范围，如果标记点不在范围内，利用RTK进行重新定位，直至标记点出现在图像中；将识别出标记点的当前图像与具有目标点的标准图像进行匹配，计算当前图像的偏移量，若偏移量在预先设定的阈值范围内，则无人机无需调整当前位姿；若偏移量超过预先设定的阈值，则无人机进行摄像头方位角的调整，直至满足偏移量小于预先设定的阈值。还公开了一种无人机位姿调整系统，本发明利用静态的图像实现无人机智能化自主飞行。

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别是涉及一种基于图像辅助定位的无人机位姿调整方法及系统。

背景技术

无人机作为典型的平台型的工具，除了应用于基数众多的航拍领域外，还广泛应用于电力巡线、石油勘探、土地测绘、桥梁检修、警务安防等领域。这些领域往往是固定点、固定航线作业，目前基本上还是人为操作无人机作业，不仅费时费力，而且精度、作业质量不易保证，操作不当容易炸机、发生危险。为了在无人监视的情况下自主完成任务，一种稳定、快速、精确的辅助定位系统对于无人机而言至关重要。

近来图像处理和计算机视觉技术与无人机的融合推进了具备视觉能力的无人机的开发。因此，对基于图像识别辅助定位的无人机自动调整姿态系统的研究是十分必要的。目前采用GPS、光流、IMU(惯性测量)和声波三个单元对无人机进行定位都存在一定问题：

(1)一般的惯导系统会受到电磁场、气压、雨水的干扰，产生惯导累积误差；

(2)当无人机悬停后，无法确定是否处于最佳悬停位置及最佳姿态。

因此亟需提供一种新型的基于图像辅助定位的无人机位姿调整方法来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于图像辅助定位的无人机位姿调整方法及系统，能够利用静态的图像计算无人机的位移差，实现无人机智能化自主飞行。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于图像辅助定位的无人机位姿调整方法，包括以下步骤：

S1：无人机启动飞行后依据RTK定位飞至目标位置点，利用机载摄像机对标记点进行图像拍摄；

S2：对拍摄图像进行预处理以及检测识别标记点，判断标记点是否在图像范围，如果标记点不在范围内，利用RTK进行重新定位，直至标记点出现在图像中；

S3：将识别出标记点的当前图像与具有标记点的区域特征图像进行匹配，计算当前图像的偏移量，若偏移量在预先设定的阈值范围内，则无人机无需调整当前位姿；若偏移量超过预先设定的阈值，则无人机进行摄像头方位角的调整，直至满足偏移量小于预先设定的阈值。

在本发明一个较佳实施例中，在步骤S2中，图像预处理及检测标记点具体步骤包括：

S2.1：彩色图像RGB分解，通过RGB多通道检测当前拍摄图像中带有颜色的标记点；

S2.2：二值化处理，对RGB分解后的彩色图像进行二值化；

S2.3：边缘检测，检测二值化处理后的图像边缘，识别出标记点的形状。

进一步的，所述标记点位于标志物上、带有颜色并具有形状。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S3中，所述识别出标记点的当前图像与具有目标点的区域特征图像进行匹配的具体步骤包括：

假设识别出标记点的当前图像的长为x_max，宽为y_max，选取当前图像中包含标记点的区域特征图像f(x,y)，当前图像为g(x',y')，两点进行图像相关运算：