[發(fā)明專利]一種用于無(wú)人機(jī)俯仰角與滾轉(zhuǎn)角實(shí)時(shí)計(jì)算方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310341679.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN103453875A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)震宇;袁小東;劉暢;申強(qiáng);吳政隆;劉菲;牛三庫(kù);趙驥;李大林;毛瑞芝;楊東曉;王玥;黃科偉;紀(jì)紅;李杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C1/00
• 分類號(hào): G01C1/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;郭德忠

1.一種用于無(wú)人機(jī)俯仰角與滾轉(zhuǎn)角實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算步驟如下：

坐標(biāo)預(yù)定義：建立機(jī)體坐標(biāo)系OXYZ，其中原點(diǎn)O位于攝像機(jī)光心處，OZ與光軸平行且指向機(jī)頭，OY垂直指向地心；建立圖像坐標(biāo)系O₀uv，定義無(wú)人機(jī)上安裝的攝像機(jī)焦平面左上頂點(diǎn)為O_o，u和v分別是焦平面水平和垂直的兩個(gè)方向；

第一步：建立搜索天地分割線的指標(biāo)J，

J＝D(u_sky)+D(v_sky)+D(u_grd)+D(v_grd)

其中D(u_sky)表示天空區(qū)域光流場(chǎng)u方向上的方差，D(v_sky)表示天空區(qū)域光流場(chǎng)v方向上的方差，D(u_grd)表示大地區(qū)域光流場(chǎng)u方向上的方差，D(v_grd)表示大地區(qū)域光流場(chǎng)v方向上的方差；

第二步：利用安裝在無(wú)人機(jī)上的攝像機(jī)采集圖像，并獲得圖像的光流場(chǎng)，基于指標(biāo)J提取出天地分割線在圖像坐標(biāo)系O₀uv中的直線方程；

該步驟的具體過程為：

首先，在圖像坐標(biāo)系O₀uv中，使用一根直線切割攝像機(jī)采集的圖像，并將直線兩側(cè)區(qū)域分別定義為天空區(qū)域和大地區(qū)域；其次，分別計(jì)算直線兩側(cè)區(qū)域光流場(chǎng)在u和v方向上的方差，將這些方差求和得到指標(biāo)J；再次，將這條直線在圖像上移動(dòng)直至遍歷整個(gè)圖像區(qū)域，將指標(biāo)J取值最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的直線定義為天地分割線，提取出天地分割線在圖像坐標(biāo)系O₀uv中的直線方程v＝ku+b，其中k是直線斜率和b是直線截距；

第三步：將天地分割線的直線方程v＝ku+b中的k和b代入機(jī)體坐標(biāo)系與圖像坐標(biāo)系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表達(dá)式，計(jì)算出橫滾角φ和俯仰角θ，

φ=arctan(kαxαy)θ=arctan[(v0-ku0-b)cosφαy]]]>

其中α_x和α_y分別是從成像平面到圖像平面在x方向和y方向的放大系數(shù)，u₀和v₀分別為圖像的長(zhǎng)和寬。