系留式升空平台图像定位解算方法技术

本发明专利技术属于图像处理技术领域，具体涉及一种系留式升空平台图像定位解算方法。与现有技术相比较，本发明专利技术方法包括光斑检测阶段、定位阶段、定向阶段，利用解算图像成像光斑完成解算，实现系留升空平台的精确定位和定向。由于该技术方案不采用GPS或者北斗技术，因此完全不存在由于GPS或者北斗技术所导致的诸多问题。

Image positioning algorithm for tethered lift off platform

【技术实现步骤摘要】
系留式升空平台图像定位解算方法
本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种系留式升空平台图像定位解算方法。
技术介绍
现代战争中，战场态势瞬息万变，机会稍纵即逝，能否实时有效地获取敌方目标、己方兵力布局等战场态势情报信息已经是克敌制胜的关键。未来侦察探测距离会越来越远，桅杆光电已经不满足发展需求，需要光电系统可以升空到更高的距离侦察探测；由于系留式升空平台具有覆盖范围大、低空探测能力好、生存能力强、效费比高等优势，系留式旋翼平台克服了桅杆的高度不足、旋翼飞行器飞行时间短的缺点，跟随载车机动飞行、快速展开和收放等功能，又能长时间不间断的对重要地域、空域进行持续侦察监视，已逐渐成为国土防空和沿海预警探测情报网中的重要组成部分。图像定位解算作为系留式升空平台的关键部分，具有巨大的研究价值。在通常环境下，系留式旋翼平台的定位采用GPS或北斗技术，实现定点位置的自动起降或者跟随飞行。但是，在环境恶劣的情况下，GPS或北斗系统受到干扰后无法工作，系统需要新的定位手段，以控制旋翼定点起降或跟随飞行。由于GPS系统过于依赖脆弱的天基卫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系留式升空平台图像定位解算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n步骤1：针对旋翼无人机，在旋翼的合适位置安装多个近红外光源，并使得所有近红外光源的安装位置所形成区域的外截形状为梯形，由此，形成梯形形状的四点定标光源；/n步骤2：旋翼无人机升空后，地面升降支架上安置的摄像机监测所述四点定标光源，其中，所述摄像机根据所述近红外光源安装有相应频段的窄带滤光片，由此摄像机获取到梯形形状的四点定标光源的光斑图像；/n步骤3：根据光斑图像中的图像像素统计极大值V

【技术特征摘要】
1.一种系留式升空平台图像定位解算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：针对旋翼无人机，在旋翼的合适位置安装多个近红外光源，并使得所有近红外光源的安装位置所形成区域的外截形状为梯形，由此，形成梯形形状的四点定标光源；
步骤2：旋翼无人机升空后，地面升降支架上安置的摄像机监测所述四点定标光源，其中，所述摄像机根据所述近红外光源安装有相应频段的窄带滤光片，由此摄像机获取到梯形形状的四点定标光源的光斑图像；
步骤3：根据光斑图像中的图像像素统计极大值Vmax和图像像素的统计平均值Vmean，确定图像分割阈值；
步骤4：根据图像分割阈值进行图像二值化分割；
步骤5：对二值化分割图像进行区域生长；
区域生长的基本思想是将具有相似性质的像素集合起来构成区域集合，该区域集合内包含的所有像素点均为生长点；
步骤6：根据生长点进行梯形拟合；具体包括：
步骤61：针对区域集合内包含的所有生长点，剔除生长出的干扰点；
步骤62：对于经过干扰剔除后的生长点，寻找这些生长点的最小外接圆；
步骤63：得到求取的最小外接圆上的四个生长点；
步骤64：判断该四点形成的图形，是否满足一组对边平行，一组对边不平行的条件；如满足该条件，则梯形拟合成功，进入接下来的计算；
如果不满足条件则退出进入下一帧图像的计算，重复步骤5-步骤64，直至梯形拟合成功为止；
步骤7：根据拟合的梯形端点进行平台定位及定向；
将拟合到的四个光斑点进行凸包检测，凸包是包围物体最外层的一个凸集，检测到的凸包形状应为梯形，返回连续凸包点序列；
根据连续凸包点序列的位置，计算梯形四条边的斜率，根据斜率确定梯形的两条平行边和两条斜边；计算对角点形成的对角线交点，即为升空平台定位点；计算与两条平行边的垂直并指向短边的方向，即为升空平台方向。


2.如权利要求1所述的系留式升空平台图像定位解算方法，其特征在于，所述旋翼无人机包括：四旋翼无人机、六旋翼无人机、八旋翼无人机。

【专利技术属性】
技术研发人员：王娇颖，李良福，刘培祯，姜旭，李红光，王洁，张莹，何曦，王超，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61