[發明專利]一種自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位系統和方法

有效

• 申請號: 201710646549.1
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107462218B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 田光兆;顧寶興;王海青;周俊;安秋
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 陸海天;徐冬濤

1.一種自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位方法，采用自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位系統；該自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位系統包括三組雙目視覺系統、以太網交換機和工控機；每組雙目視覺系統包括兩臺水平同方向固定的短波紅外相機，該三組雙目視覺系統呈等邊三角形方式排列，形成互為120°的全景視覺機組，并通過以太網交換機連接至工控機；該全景視覺機組安裝在拖拉機頭部配重梁上，且其中一組雙目視覺系統朝向拖拉機的正前方，其他兩組分別朝向側后方；其特征是：所述方法包括以下步驟：

1)將三組雙目視覺系統分別設為A、B和C，并使所述A組朝向正前方，B組和C組分別朝向側后方；

2)將三組雙目視覺系統分別建立獨立的空間坐標系；

3)三組相機不間斷循環工作，分別從不同方向檢測環境中同一特征點不同時刻坐標變化，根據其坐標變化反推拖拉機在三個不同坐標系的位移矢量；

4)將B、C坐標系下的位移矢量數據通過坐標變換，折算到A坐標系下；該坐標變換通過以下變換矩陣進行：

5)將三組位移矢量數據按照算術平均法進行數據融合，得到拖拉機相對于前一時刻的即時相對定位數據：其中：每組雙目視覺系統分別檢測各自方向上同一特征點相鄰時刻坐標變化，得到3個方向上的變化矢量Δh_A、Δh_B、Δh_C；

6)重復步驟3)～5)，實現拖拉機連續全景視覺相對定位。

2.根據權利要求1所述的自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位方法，其特征是：每臺所述短波紅外相機的波長為900～1700nm。

3.根據權利要求1所述的自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位方法，其特征是：所述每組雙目視覺系統的雙目基線長度為10cm。

4.根據權利要求1所述的自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位方法，其特征是：所述全景視覺機組安裝位置距離地面高度為1.0±0.1m。

5.根據權利要求1所述的自主導航拖拉機夜間全景視覺相對定位方法，其特征是：所述步驟2)中，每個坐標系的原點位于等邊三角形的幾何中心，x軸正方向均與各自基線平行且水平向右；y軸正方向垂直于安裝平面向下；z軸正方向垂直于各自基線且水平向前；其中，三個y軸重合。