[发明专利]一种用于移动平台下视觉着舰导航的位姿估计系统及方法

摘要

本发明属于无人机自主着舰领域，具体涉及一种用于移动平台下视觉着舰导航的位姿估计系统及方法。本发明通过对合作地标的处理可实时的解算出移动舰船相对于无人机的位姿信息，算法计算量小，实时性好，实施起来简单，为无人机的安全着舰提供了前提；本方法用摄像机作为主要的传感器，可降低研发成本，缩短研发周期。

主权项

一种用于移动平台下视觉着舰导航的位姿估计方法，具体步骤是：步骤101：开始对无人机视觉着舰导航进行位姿估计；步骤102：设计一个由两个长3米、宽1米的矩形组成的黑色“T”型地标；正视地标时，左上角角点定为地标坐标系原点，坐标为（0,0）；步骤103：由全球定位系统导航和惯性导航组成的组合导航方式引导无人机飞行；步骤104：通过目标匹配判断无人机是否到达着舰地标上空，若是则执行步骤105，否则执行步骤103，继续引导飞行；步骤105：摄像机获取图像；步骤106：对获取的图像进行二值化、形态学运算、轮廓提取处理，为步骤108提取角点做准备；步骤107：运用直方图匹配算法进行目标匹配；步骤108：对匹配成功的图像提取8个Harris角点，结果为像素坐标系下y坐标最小的点为初始点，其余各点依轮廓顺时针排列，并保留每个角点的像素坐标；步骤109：跟踪步骤108提取的角点；步骤110：判断步骤108得到的角点排列方式，当a、b两点之间距离大于a、h两点之间距离时步骤109所得排序即为正确顺序，当a、b两点之间距离小于a、h两点之间距离时需要对所有点重新排序，遍历轮廓，取x坐标最小的点为初始点，其余各点按轮廓顺时针依次排序；步骤111：使用步骤110得到的角点像素坐标、初始化得到的角点世界坐标、摄像机参数矩阵、各坐标系之间的关系求解位姿估计值；步骤112：对由惯性传感器和全球定位系统估计到的位姿数据和视觉算法解算的位姿数据进行融合，得到最终结果；步骤113：判断位姿估计算法是否完成，如果是，则视觉着舰导航位姿估计算法结束，否则转至步骤103；步骤114：视觉着舰导航位姿估计算法结束。