[发明专利]一种基于三色通道融合互信息的图像导航方法

权利要求书

1.一种基于三色通道融合互信息的图像导航方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：远程控制无人机沿预设路径飞行并拍摄图像序列In；

步骤2：将拍摄的图像进行三色通道融合处理，得到三色通道融合后的图像；

步骤3：利用三色通道融合互信息离线筛选关键图像序列，组成视觉路径；

步骤4：无人机视觉导航实飞状态下，利用三色通道融合互信息对无人机进行初始定位；

步骤5：无人机视觉导航实飞状态下，利用三色通道融合互信息对无人机进行视觉导航；

步骤1实现方法为，

制定飞行计划路线，远程控制无人机沿着预设的路径飞行，拍摄图像序列In，n＝1,2,3…N；

步骤2实现方法为，

将拍摄到的RGB图像转换为HSV图像，为适应色彩丰富的应用环境，忽略图像的亮度信息V值，只考虑图像的颜色信息，所以将HSV图像的H值和S值进行相乘，得到三色通道融合后的图像；

步骤3实现方法为，

步骤3.1：将起始点位置无人机拍摄的图像I₁保存为第一张关键图像K₁，并作为当前关键图像K_now；

步骤3.2：将当前关键图像K_now带入公式(1)计算出当前关键图像与自身的互信息值MIc(K_now,K_now)；

其中，是图像A的信息熵，P_A(i)是图像A中每个颜色级i的概率分布；为图像A和B的联合熵，P_A,B(i,j)是图像A和B中每个组合颜色级(i,j)的联合概率分布；

步骤3.3：从图像序列中获取下一帧图像I_n+1，并利用公式(1)计算该图像与当前关键图像K_now的互信息MI_c(I_n+1,K_now)，带入公式(2)与当前关键图像自身的互信息进行比较，当不满足公式(2)时，获取下一帧图像I_n+2，直至I_n满足公式(2)时，将I_n保存为关键图像K_m，并设置为当前关键图像；

步骤3.4：当nN时循环步骤3.2和3.3，直到n＝N，得到关键图像序列，K_m代表视觉路径的每一个节点；

步骤4实现方法为，

将无人机实时拍摄到的图像I_a进行三色通道融合处理，然后根据公式(1)与视觉路径中的全部关键图像K_m依次进行互信息计算，选出互信息值第一和第二的关键图像，进而确定无人机位于两张关键图像所代表的路径节点之间，或位于互信息第一的关键图像所代表的路径节点上，即实现利用三色通道融合互信息对无人机进行初始定位；

步骤5实现方法为，

自动选取离初始位置最近的位于视觉路径上的某关键图像K_m作为目标图像，设计从当前图像I_a收敛至目标图像K_m的视觉伺服控制器，随着无人机沿视觉路径移动，适时进行关键图像切换，直到视觉路径终点，即实现利用三色通道融合互信息对无人机的视觉导航。