【技术实现步骤摘要】
一种拒止状态无人机视觉导航方法及装置
[0001]本专利技术属于无人机导航领域，特别涉及一种基于区域匹配与特征点提取的拒止状态无人机视觉导航方法。
技术介绍
[0002]在拒止条件下，无人机的卫星导航系统如北斗或GPS会受到外来干扰或直接失效，传统的自主导航方式无法持续更新出精确的定位与姿态数据。惯性导航系统采用陀螺仪测量的角速度信息进行姿态矩阵计算，用加速度计信息经姿态变换进行导航计算，这种方式获取的误差与初始精度误差都会在系统中传播，对导航精度产生影响，更重要的是导致其误差随时间累积的特性，在没有外部辅助定位修正的情况下，误差会随时间累积而累积一直持续到结束，其次是惯性器件在载体运动过程中也会产生误差，随时间增加累积。
[0003]为了解决拒止条件下的无源导航误差问题，利用其他传感器进行主动探测，获取无人机的导航信息，并与惯性传感器进行融合，对惯性器件所带来的累计误差进行修正。基于拒止条件下，常见的修正方法有利用激光雷达传感器进行导航定位，获取无人机导航信息，利用视觉传感器，包括可见光和红外传感器，融合视觉传感器...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于区域匹配与特征点提取的拒止状态无人机视觉导航方法，其特征在于，包括如下步骤：读取图像序列获取每帧图像，并获取视觉载荷的参数信息与每帧图像对应的姿态信息；对获取的每帧图像进行直方图均衡化预处理及去噪处理；利用相机内参与获取的图像对应的姿态信息作为输入参数，对处理后的图像进行图像正射校正；利用图像金字塔降采样获取金字塔尺度空间序列图像，利用规则格网逐层将金字塔尺度空间序列图像进行格网划分，利用图像像元各方向的灰度均方根提取出特征点，进行由粗到细的逐层控制下匹配，获得与特征点对应的匹配点及金字塔尺度空间序列图像与基准图的变换关系，从而获取待测图像上特征点的经纬度信息；将待测图像中特征点的经纬度信息与惯导数据进行组合，获得无人机位置信息及速度信息，回传给无人机飞控系统。2.根据权利要求1所述的基于区域匹配与特征点提取的拒止状态无人机视觉导航方法，其特征在于，所述读取图像序列获取每帧图像，并获取视觉载荷的参数信息与每帧图像对应的姿态信息的步骤中，通过无人机拍摄方式，利用视觉载荷以水平下视的姿态获取飞行图像。3.根据权利要求1所述的基于区域匹配与特征点提取的拒止状态无人机视觉导航方法，其特征在于，所述对获取的每帧图像进行直方图均衡化预处理及去噪处理的步骤中，通过如下方式实施直方图均衡化预处理：将图像转化为单通道灰度影像，对单通道灰度影像进行灰度级个数统计，获取每个灰度级占比：其中，r
k
表示不同的灰度级，n
k
表示k灰度下的像素总数，N则表示整幅影像的像素数总和；由直方图可以得到灰度等级的离散概率分布函数：其中，r
i
表示各小于r
k
的灰度级；根据灰度量化级数M，得到各灰度级量化值：其中，j表示某一灰度级；对每一个灰度等级的离散概率分布函数F(k)重新进行等级划分，划分规则如下：如果F(k)与G(j)最相近，就将所有原始灰度级为r
k
的像素转变为灰度级r
j
，按此规则对各个灰度等级的像素重新划分灰度级，完成灰度直方图均衡化。4.根据权利要求1所述的基于区域匹配与特征点提取的拒止状态无人机视觉导航方
法，其特征在于，所述对获取的每帧图像进行直方图均衡化预处理及去噪处理的步骤中，采用小波变换结合中值滤波的去噪方法实施去噪处理。5.根据权利要求1所述的基于区域匹配与特征点提取的拒止状态无人机视觉导航方法，其特征在于，所述获得与特征点对应的匹配点及金字塔尺度空间序列图像与基准图的变换关系，从而获取待测图像上特征点的经纬度信息的步骤，包括如下子步骤：采用高斯降采样的方法，将获取的影像进行降采样处理，获得金字塔尺度空间序列图像；利用规则格网对金字塔尺度空间序列图像进行格网划分；提取金字塔尺度空间序列图像网格中的特征点，得到金字塔尺度空间序列图像中各层图像的特征点序列；对于金字塔尺度空间序列图像中最顶层图像，采用全图遍历匹配的方式在相应分辨率...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伟，连思铭，陈昕，刘少鹏，贾玥坤，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：
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