[發明專利]一種基于雙目視覺的無人機定位導航的方法

有效

• 申請號: 201810299122.3
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108520559B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 雍旭東;方萬元
• 申請（專利權）人: 西安因諾航空科技有限公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于雙目視覺的無人機定位導航的方法，其特征在于，根據無人機載控制系統的雙目相機獲取圖像左視圖、右視圖與相機參數得到矯正后的左視圖、右視圖，通過矯正后的左視圖與矯正后的右視圖的對應像素匹配關系得到對應像素的深度信息；通過FAST角點算法提取矯正后的左視圖關鍵點，通過非極大值抑制方法對關鍵點進行濾除，通過卡方檢驗對關鍵點進行篩選；然后對上一幀獲取到的關鍵點集，在當前幀通過光流跟蹤尋找匹配關鍵點集，得到匹配關鍵點對；根據匹配關鍵點對計算代價函數，通過高斯牛頓法迭代求解代價函數，得到最終位姿結果；最后對輸入的連續圖像幀進行篩選得到關鍵圖像幀，對關鍵圖像幀的關鍵點集與位姿計算聯合代價函數，優化求解代價函數得到更新后的位姿；

矯正后的左視圖與矯正后的右視圖的對應像素匹配關系得到對應像素深度圖I_d的步驟如下：

S201、對于矯正后左視圖I₀中的任一像素位置p_i，選取p_i的3*3鄰域像素集合r_i0；

S202、在矯正后右視圖I₁中的同樣像素位置p_i的7*7鄰域R_i中，對每一個像素取3*3鄰域像素集合r_i1，對r_i0與r_i1求取絕對差值之和的集合d_i；

S203、步驟S202集合d_i中最小的差值d_min所對應的像素位置p_min即為p_i的匹配像素點，計算兩點的x軸坐標差d，同時計算得到p_i處的深度d_pi；

S204、循環以上步驟直至計算得到深度圖I_d。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙目視覺的無人機定位導航的方法，其特征在于，任一像素位置p_i處的深度d_pi如下：

其中，f為雙目相機給定的焦距，l為雙目相機的基線長度。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙目視覺的無人機定位導航的方法，其特征在于，對矯正后左視圖I₀通過FAST角點算法提取關鍵點集的步驟如下：

S301、對矯正后左視圖I₀通過FAST角點算法提取關鍵點集P；

S302、對關鍵點集P中的所有關鍵點p，獲取其3*3鄰域范圍內是否存在其余關鍵點，若存在則從關鍵點集P中將其余關鍵點刪除；

S303、對關鍵點集P中的所有關鍵點p，根據卡方檢驗算法計算其卡方值C_p與卡方閾值K，若C_p＞K，則將C_p對應的關鍵點p從關鍵點集P中刪除。

4.根據權利要求1所述的一種基于雙目視覺的無人機定位導航的方法，其特征在于，通過卡方檢驗對關鍵點進行篩選；判斷當前幀是否為初始幀，若是則返回重新進行下一幀雙目圖像的處理，若不是，則繼續對上一幀獲取到的關鍵點集，在當前幀通過光流跟蹤尋找匹配關鍵點集，得到匹配關鍵點對。