[发明专利]一种飞机降落相对姿态动态视觉测量方法及系统

权利要求书

1.一种飞机降落相对姿态动态视觉测量方法，其特征在于，包括：

对飞机进行目标跟踪并采集图像，以获得所述飞机位于图像中预设范围内的图像；

获取所述飞机的标定位姿，其中，所述标定位姿是基于采集的作为初始图像的一帧图像标定得到的；

根据所述标定位姿将所述飞机的三维模型投影到二维平面，得到所述标定位姿对应的目标图像和目标掩膜图像；

根据所述标定位姿对应的目标图像和目标掩膜图像初始化外观模型；以及

按照以下方式确定所述目标跟踪的过程中在所述初始图像之后采集的每帧图像对应的位姿：步骤A，根据所述外观模型对当前帧图像进行目标分割得到第一分割结果，其中，所述第一分割结果包含所述当前帧图像中各个像素归属于所述飞机的概率；

步骤B，将上一帧图像的位姿设置为当前帧图像的初始位姿，其中，当所述上一帧图像为所述初始图像时，所述初始位姿为所述标定位姿；

步骤C，根据所述初始位姿将所述飞机的三维模型投影到二维平面，得到所述初始位姿对应的目标掩膜图像；

步骤D，基于所述初始位姿对应的目标掩膜图像进行目标分割得到第二分割结果，其中所述第二分割结果包含所述目标掩膜图像中各个像素归属于所述飞机的概率；

步骤E，根据交叉熵损失函数确定所述第一分割结果与所述第二分割结果之间的目标分割损失；

步骤F，以最小化所述目标分割损失为目标确定位姿更新值；

步骤G，根据所述位姿更新值更新所述初始位姿，返回所述步骤C进行迭代优化直至收敛，将收敛时的所述初始位姿作为所述当前帧图像的位姿，并根据所述当前帧图像更新所述外观模型。

2.根据权利要求1所述的飞机降落相对姿态动态视觉测量方法，其特征在于，确定所述目标跟踪的过程中在所述初始图像之后采集的每帧图像对应的位姿中，

所述步骤A，还包括：提取所述当前帧图像的稠密成像特征；

所述步骤E，还包括：根据所述初始位姿和所述上一帧图像的位姿，确定所述当前帧图像中归属于所述飞机的像素点与所述上一帧图像中归属于所述飞机的像素点之间的对应关系；确定所述当前帧图像中归属于所述飞机的像素点与所述上一帧图像上的对应点的稠密成像特征之间的差异损失，得到特征匹配损失；

所述步骤F，包括：确定所述目标分割损失与所述特征匹配损失的加权和，得到位姿估计损失；以最小化所述位姿估计损失为目标确定位姿更新值。

3.根据权利要求1或2所述的飞机降落相对姿态动态视觉测量方法，其特征在于，所述步骤E，包括：

根据交叉熵损失函数确定所述第一分割结果与所述第二分割结果中每个像素之间的差异值；

确定各个像素之间的差异值之和，将所述差异值之和作为目标分割损失。

4.根据权利要求2所述的飞机降落相对姿态动态视觉测量方法，其特征在于，确定所述当前帧图像中归属于所述飞机的像素点与所述上一帧图像上的对应点的稠密成像特征之间的差异损失，得到特征匹配损失，包括：

确定所述当前帧图像中归属于所述飞机的各个像素点与所述上一帧图像上的对应点的稠密成像特征之间的差异损失；

确定各个像素之间的差异损失之和，将所述差异损失之和作为特征匹配损失。

5.根据权利要求1或2所述的飞机降落相对姿态动态视觉测量方法，其特征在于，还包括：

根据变焦成像单元的坐标系与目标坐标系之间的转换关系，将所述当前帧图像对应的位姿转换到所述目标坐标系，得到所述目标坐标系下的位姿。