无人机视觉着陆系统中地面目标识别方法技术方案

本发明专利技术研究一种无人机视觉着陆系统中地面目标识别方法。解决无人机视觉着陆系统中地面目标识别问题，利用地面目标的颜色及形状作为识别特征，准确识别地面目标，并结合几何定位算法，根据无人机的位置及机载相机获得的地面目标图像，解算出地面目标的位置坐标。本发明专利技术研究的无人机视觉着陆系统中地面目标识别方法，正是为了适合中小型无人机的微型化及低成本的特点，具有理论与实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于视觉导航领域，涉及一种研究。
技术介绍
无人机(UAV)在军事上和民用上的作用日趋重要，着陆是它的一个重要部分，现在无人机广泛采用的着陆系统(ILS)，即需要地面控制台也需要机载设备，而对于小型无人机，机载设备受到重量和体积的限制，GPS导航的使用具有一定的环境局限性，所以要求无人机的导航设备采用无源、便于携带的传感器，目前大量使用的是小型惯性导航系统，并辅助与相机或是测高仪。目前的着陆技术主要是基于GPS和测高仪，如UCARS和TALS着陆系统。视觉着陆系统越来越受到人们的关注，因为它只采用相机和必要的视觉处理单元，就能识别出路径或地面标记，从而引导无人机着陆。本专利技术研究如何识别地面标记，并结合无人机的位置及地面标记的图像，解算出地面标记的位置坐标，为下一步引导无人机着陆作准备。正是为了适合中小型无人机微型化及低成本的特点，具有理论与实用价值。
技术实现思路
本专利技术研究一种。解决无人机视觉着陆系统中地面目标识别问题，利用地面目标的颜色及形状作为识别特征，准确识别地面目标，并结合几何定位算法，根据无人机的位置及机载相机获得的地面目标图像，解算出地面目标的位置坐标。主要内容如下I)地面目标识别2)地面目标位置解算具体实施例方式主要环节的具体设计思路如下 (I)地面目标识别引导无人机着陆的地面目标要求在满足两个方面的要求从无人机的各个方向捕捉的影像投影要一致，其次它的颜色与周围环境明显不同。这些决定在选择无人机着陆地面标记时选择半圆形状标记，颜色鲜明如红色、黄色等，下面以红色为例说明地面目标识别的方法。步骤1:颜色识别。像素在图像坐标中的颜色由三个整数表示(IK，IG, Ib)，从0到255。图像中的每个像素是否属于红色受到光线条件、阴影、噪声的影响，采用滤波的方式识别地面目标颜色，滤波方法如下aIB < Ie ^ 255bIG < Ib < 255(I)0 < c ^ Ie其中a，b，c为门限值，根据你选择的地面目标颜色的深浅而定，可反复试验调整。步骤2 :形状识别。如果从背景中提取出相同颜色的不同形状的物体，如何识别出地面的标记？由于形状不规则的物体在不同角度、不同距离的目标图像中的投影是不一样的，而圆形标记对于平移、旋转与尺寸具有不变性，所以，连续的4级地标投影的形状如果连续不变，则识别出地标的概率很高，增加投影图像的级数，则识别的概率更高。即通过图像的不同时刻运动识别，从而识别地标。(2)地面目标位置解算地面目标的位置可由下面的几何公式计算Xs7 = Xstic + XsCiB + Xsb = RsibRbic Xcric + RsbX^ib + Xsb(2) = kRs bRb cWct + RsibXc B + Xs8其中k > 0，wf为相机的方向矢量。是欧拉角平移矩阵，S和B分别为局部坐标和载体坐标，Xf是惯导系统的位置估计。通过坐标变换，基于无人机的惯导位置坐标，解算出地面目标的位置坐标。本专利技术的优点在于，视觉引导无人机着陆，由颜色和形状识别标记，并结合无人机的惯导系统给出的无人机位置坐标，解算出地面标记的位置坐标，为引导无人机着陆作准备。本研究具有一定的理论和学术价值，具有良好的应用前景。权利要求1.一种。其特征在于(I)解决无人机视觉着陆系统中地面目标识别问题；(2)利用地面目标的颜色及形状作为识别特征，准确识别地面目标，并结合几何定位算法，根据无人机的位置及机载相机获得的地面目标图像，解算出地面目标的位置坐标，为弓I导无人机着陆做准备。2.根据权利要求1所述的一种，其特征在于，利用颜色和形状这两个特征识别地面目标。3.根据权利要求1所述的一种，其特征在于，基于机载相机获得的地面目标图像及无人机位置，采用几何定位算法，解算地面目标坐标。全文摘要本专利技术研究一种。解决无人机视觉着陆系统中地面目标识别问题，利用地面目标的颜色及形状作为识别特征，准确识别地面目标，并结合几何定位算法，根据无人机的位置及机载相机获得的地面目标图像，解算出地面目标的位置坐标。本专利技术研究的，正是为了适合中小型无人机的微型化及低成本的特点，具有理论与实用价值。文档编号B64D45/08GK102991681SQ20121056835公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日专利技术者成怡 申请人:天津工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机视觉着陆系统中地面目标识别方法。其特征在于(1)解决无人机视觉着陆系统中地面目标识别问题；(2)利用地面目标的颜色及形状作为识别特征，准确识别地面目标，并结合几何定位算法，根据无人机的位置及机载相机获得的地面目标图像，解算出地面目标的位置坐标，为引导无人机着陆做准备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成怡，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：