[發(fā)明專利]一種基于無人機平臺的外場協(xié)同探測試驗方法

在審

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• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111551177A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 李大鵬;朱婧文;楊俊彥;陳光山;許東歡
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C11/34;G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

本發(fā)明公開了一種基于無人機平臺的外場協(xié)同探測試驗方法，所述方法包括如下步驟：步驟一：搭建無人機觀測平臺和地面觀測平臺；地面工作站利用接收到的目標圖像A、目標圖像B、無人機觀測平臺的位置及姿態(tài)信息、地面觀測平臺的位置及姿態(tài)信息，通過雙目協(xié)同探測方法得到觀測目標的位置信息。本發(fā)明給出了搭建雙探測平臺及信息解算的方法，從而完成對目標的位置解算，滿足了外場變化場景及對未知目標的探測需求。

技術領域

本發(fā)明屬于外場協(xié)同探測成像技術領域，尤其涉及一種基于無人機平臺的外場協(xié)同探測試驗方法。

背景技術

目前的協(xié)同探測算法多應用于近場目標識別，應用場景較為受限，無法滿足外場變化場景及對未知目標的探測需求；而關于外場的協(xié)同探測方式及方案研究也嚴重不足，這在一定程度上制約了協(xié)同探測算法走向?qū)嵱煤妥呦虺墒臁?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種基于無人機平臺的外場協(xié)同探測試驗方法，給出了搭建雙探測平臺及信息解算的方法，從而完成對目標的位置解算，滿足了外場變化場景及對未知目標的探測需求。

本發(fā)明目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種基于無人機平臺的外場協(xié)同探測試驗方法，所述方法包括如下步驟：步驟一：搭建無人機觀測平臺和地面觀測平臺；其中，無人機觀測平臺包括成像探測系統(tǒng)A、綜合電子體A和用于高速無線互傳的數(shù)據(jù)鏈A；地面觀測平臺包括成像探測系統(tǒng)B、綜合電子體B和用于高速無線互傳的數(shù)據(jù)鏈B；步驟二：無人機觀測平臺的成像探測系統(tǒng)A將探測到的目標圖像A通過串口傳輸給綜合電子體A，綜合電子體A將接收到的目標圖像A和無人機觀測平臺的位置及姿態(tài)信息打包，通過用于高速無線互傳的數(shù)據(jù)鏈A傳輸給地面工作站；地面觀測平臺的成像探測系統(tǒng)B將探測到的目標圖像B通過串口傳輸給綜合電子體B，綜合電子體B將接收到的目標圖像B和地面觀測平臺的位置及姿態(tài)信息打包，通過用于高速無線互傳的數(shù)據(jù)鏈B傳輸給地面工作站；步驟三：地面工作站利用接收到的目標圖像A、目標圖像B、無人機觀測平臺的位置及姿態(tài)信息、地面觀測平臺的位置及姿態(tài)信息，通過雙目協(xié)同探測方法得到觀測目標的位置信息。

上述基于無人機平臺的外場協(xié)同探測試驗方法中，在步驟三中，雙目協(xié)同探測方法包括如下步驟：將無人機觀測平臺的位姿信息和地面觀測平臺的姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換到世界坐標系下；采用Fusiello極線校正方法對目標圖像A和目標圖像B兩幅圖像進行校正得到極線校正后的圖像；采用ORB算法在極線校正后的兩幅圖像中提取待測目標的特征點并進行描述；根據(jù)極線校正后的兩幅圖像的特征點在同一掃面線上的特點對特征點的brief算子進行雙向暴力匹配得到匹配特征點對；根據(jù)匹配特征點對，建立透射投影方程組，通過求解透射投影方程組得到特征點在世界坐標系下的三維坐標，得到觀測目標的位置信息。

上述基于無人機平臺的外場協(xié)同探測試驗方法中，采用ORB算法在極線校正后的兩幅圖像中提取待測目標的特征點并進行描述包括如下步驟：S31：生成特征點在N×N區(qū)域內(nèi)選取128個點對模板S；S32：分別提取兩幅圖像的FAST特征點，計算以特征點O為中心n×n區(qū)域的灰度質(zhì)心坐標C，并計算向量的方向θ；S33：將步驟S31中的128個點對模板旋S轉(zhuǎn)θ角度，得到每個區(qū)域內(nèi)新的點對坐標S_θ；S34：比較以特征點為中心的N×N區(qū)域中S_θ位置點對的灰度值大小，生成特征點的BRIEF描述子。