[發明專利]無預設靶標的復雜場景無人機自主降落候選區篩選方法

有效

• 申請號: 201810074339.4
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108256491B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 畢福昆;田雨萌;楊志華;雷明陽;侯金元;邊明明
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/34;G06K9/32
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 周琦

1.一種無預設靶標的復雜場景無人機自主降落候選區篩選方法，用于實時地對無人機降落候選區進行篩選，包括：

A)基于梯度模值的降落視場平整性計算，包括：

A1)當無人機在降落區域上方時利用機載像機或者視頻設備采集連續幀圖像；

A2)讀入采集的彩色圖像，逐像素計算img圖像RGB三通道數據的梯度模值，并取img每個像素位置對應三通道的最大梯度模值mod_max，生成最大梯度圖，以此篩選出梯度差異大的障礙物輪廓區域；

B)可降落候選區初步生成，包括：

B1)最大梯度圖初始候選區預處理：將梯度圖mod_max中模值小于Tr的弱梯度點對應值置0，得到圖像mod1；對mod1以square結構元素進行先膨脹后腐蝕的閉運算，實現對圖像中候選區內細小空洞進行填充，得到圖像modclose；通過灰度膨脹操作對圖modclose中更大的孔洞進行填充得到圖modopen；

B2)初始候選區生成標記：采用OTSU自適應閾值分割方法計算閾值Tb，對圖modopen中灰度值大于Tb的部分置為255，小于Tb的部分置零，二值化后得到modopen1；對二值圖modopen1進行8連通域標記，得到圖L；將彩色圖像img進行RGB到HSV轉換，保存HSV空間H面的色調信息，并將圖L中標記出的連通域位置，在H面中對應位置將值置0，得到非障礙區圖imgout；將圖imgout分成若干n*n的小區域供目標降落，若n*n區域內非0像素個數超過95％，則認定為可降落區格；

C)初步候選區置信度計算，包括：

C1)色調置信度計算：對權利要求B)中得到的每個初始候選區格，通過HSV空間中的H面，計算所述每個初始候選區格的色調均值；

C2)相對高度置信度計算：利用機載激光測距系統，計算每個初始候選區格中心與無人機的相對高度；

D)綜合置信度判定篩選降落候選區，根據以上計算得到的初步候選區域的色調及高度置信度，提出雙維度的初步候選區置信度計算方法，采用先色調后高度的串行策略進行兩個維度信息的綜合決策，該方法首先通過色調信息對每個初始候選區格進行篩選，再通過高度信息篩選出無人機降落候選區。