[發明專利]一種用于無人機著網回收的光學相對測量方法

在審

• 申請號: 201811127540.0
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN110954063A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 徐興華;劉崇亮;劉壘;扈光鋒;曲雪云;周東靈
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G06K9/46;G06K9/38;G06K9/40
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 孫成林

1.一種用于無人機著網回收的光學相對測量方法，其特征在于：它包括下述步驟：

(1)對采集到的圖像進行高斯濾波；

(2)閾值搜索，并對圖像進行二值化；

(3)利用形態學濾波完成網格的消除；

(4)邊緣檢測，提取9個圓輪廓；

(5)輸出結果，采用PNP算法實現無人機與移動平臺間相對位姿測量。

2.如權利要求1所述的一種用于無人機著網回收的光學相對測量方法，其特征在于：所述的步驟一為相機在無人機整個飛行過程中采圖，無人機由遠及近接近合作目標，合作目標在整個圖像中所占的像素比由少及多，利用高斯濾波器對原始圖像進行濾波消除噪聲，根據目標像素尺度選擇合適的高斯核，核的大小與目標的尺度成正相關，保證在模糊線的同時不影響圓心的提取，在OpenCV中可通過函數GaussianBlur進行操作。

3.如權利要求1所述的一種用于無人機著網回收的光學相對測量方法，其特征在于：所述的步驟二為循環搜索算法通過選擇最大閾值和最小閾值，按照一定灰度間距進行搜索，對圖像只進行一次閾值的搜索，搜索到合適的閾值后，利用此閾值對當前幀圖像進行二值化，將識別到的目標區域轉成灰度直方圖，利用9個圓占整個目標區域的比例尋找合適的閾值，進行平滑濾波得到閾值，用于下一幀圖像的二值化處理。

4.如權利要求1所述的一種用于無人機著網回收的光學相對測量方法，其特征在于：所述的步驟三為鎖定目標區域后，利用形態學運算，先對目標區域進行膨脹，再對目標區域進行腐蝕，從而可以將網格的殘余點消除。

5.如權利要求1所述的一種用于無人機著網回收的光學相對測量方法，其特征在于：所述的步驟四為利用Canny邊緣檢測算法對圖像進行邊緣檢測，并尋找圖像的輪廓，若僅采用Canny邊緣檢測算法提取輪廓，由于Canny算子的非極大值抑制問題，會出現輪廓不連續情況，因此邊緣檢測完成后，需再對圖像進行膨脹處理以消除圖像不連續性，邊緣檢測在OpenCV中可通過函數Canny進行操作，接著進行輪廓的提取，首先完成外輪廓的提取，在OpenCV中可通過函數findContours進行操作，成功檢測到外輪廓后，檢測其內部是否具有九個面積滿足一定要求的圓點輪廓，并擬合九個圓點輪廓的中心以此獲得9個圓點的像素坐標，找到9個圓點像素坐標后，對其進行排序，根據圓心坐標與外輪廓中心之間的距離最短，尋找4號點，根據圓心坐標乘積最小尋找0號點，在極坐標系下，極軸方向為4號圓心到0號圓心，順時針為正，利用極角進行冒泡排序，以此獲取9個圓點排序，利用透視變換的保線性，即空間中在一條直線的三點，在圖像中仍在一條線上，以此對共線圓心點進行循環檢測，以增加系統的魯棒性。

6.如權利要求1所述的一種用于無人機著網回收的光學相對測量方法，其特征在于：所述的步驟五為輸出結果，采用PNP算法實現無人機與移動平臺間相對位姿測量，利用9個圓點像素坐標，通過PNP算法解算無人機與移動平臺之間的相對位置和姿態。