[发明专利]一种少量标识的固定翼视觉定位方法

说明书

本发明公开了一种少量标识的固定翼视觉定位方法，包括固定翼无人机、agv小车，固定翼无人机机身识别位置设有标识物，agv小车上设有与识别标示物的视觉引导模块，agv小车搭载的视觉引导模块实时监测图像，得到标识物在图像中的位置，确定并测量固定翼无人机和agv小车之间的位置关系。本发明通过固定翼无人机、agv小车、视觉引导模块，可实现agv小车快速、精准的寻找固定翼无人机的位置，大大缩短寻找固定翼无人机的过程，提高回收固定翼无人机的效率，减轻操作人员的负担，提高了智能化水平。

技术领域：

本发明涉及固定翼无人机研究领域，尤其涉及一种少量标识的固定翼视觉定位方法。

背景技术：

随着我国无人机技术的快速发展，无人机由于体积小、重量轻、性价比高、操作灵活和安全性高的特点，逐渐被广泛应用于生活当中，在通信中继、环境监测、森林防火、电力巡检、地质勘查、航空拍摄等领域中起着重要作用。随着无人机应用的增多，无人机技术也越来越成熟，无人机的种类趋于多样化。按照飞行原理和结构，无人机大致可非为多旋翼无人机和固定翼无人机两大类，其中固定翼无人机在无人机领域中占有很大的比重。

固定翼无人机由于结构上的优势，以及飞行原理上的优势，引擎不需要克服机身重力，理论上电机的推力只要在机身重力的1/10量级上就可以飞起来。但是固定翼无人机的起降条件较为苛刻，滑跑起飞和降落需要较为平整的跑到，弹射起飞需要专门的弹射装置，手抛需要人员较为丰富的操作经验，撞网需要具有非常精确的导航控制系统等。

在研究固定翼无人机的领域中，如何进行固定翼无人机的快速、精准的寻找，提高回收固定翼无人机的效率，减轻操作人员的负担，是目前亟待解决的问题。

发明内容：

为了弥补现有技术问题，本发明的目的是提供一种少量标识的固定翼视觉定位方法，可实现agv小车快速、精准的寻找固定翼无人机，大大缩短寻找固定翼无人机的过程，提高回收固定翼无人机的效率，减轻操作人员的负担，提高了智能化水平。

本发明的技术方案如下：

一种少量标识的固定翼视觉定位方法，包括固定翼无人机、agv小车，其特征在于，所述固定翼无人机机身识别位置设有标识物，agv小车上设有与识别标示物的视觉引导模块，agv小车搭载的视觉引导模块实时监测图像，得到标识物在图像中的位置，确定并测量固定翼无人机和agv小车之间的位置关系。

所述的少量标识的固定翼视觉定位方法，其特征在于，所述标示物采用粘贴方式，标示物数量一般为三个。

所述的少量标识的固定翼视觉定位方法，其特征在于，所述视觉引导模块实时监测图像过程如下：

(1)获取一帧图像，并对图像进行二值化处理，包括将颜色空间转到hsl空间，然后通过下式进行二值化处理，h,s,l表示输入的图像，f(h,s,l)表示二值化处理后的图像：

(2)对预处理后的图像进行边缘监测和特征筛选操作，得到待测目标，并输入待测目标在所述视觉图像中的投影坐标，特征筛选操作通过似圆度进行筛选，其中大于设定阈值的目标为标识物。

所述的少量标识的固定翼视觉定位方法，其特征在于，所述确定并测量固定翼无人机和agv小车之间的位置关系，是通过小车姿态估计法实现：

(1)建立视觉引导模块坐标系和固定翼无人机坐标系，建立所述标识物在所述视觉引导模块坐标系中的三维坐标和姿态角的表述 方程：

1/z*[x y 1]T＝K*[R|t]*[X Y Z 1]T

其中，z为缩放参数；[x y 1]T为所述标识物在图像中的位置齐次坐标；K 为内参矩阵，使用张正友的相机标定法获得；[R|t]为待估计的所述标识物在所述视觉引导模块坐标系中的姿态角和三维坐标；[x y z 1]T为所述标识物在固定翼无人机坐标系的位置的齐次坐标；