一种基于cv模型的无人机自主着陆目标提取方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法，其步骤为：(1)图像预处理；输入：在无人机着陆过程中，地面摄像机拍摄的RGB三通道图像；输出：飞机特征较明显的单通道图像；(2)飞机机头区域分割；输入：预处理后的单通道图像；输出：图像中包含无人机机头部分的局部区域；(3)机头关键点提取；输入：包含无人机机头部分的局部区域；输出：无人机机头关键点坐标。本发明具有原理简单、适用性好、精度高等优点。
【专利说明】-种基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及到无人机的设计领域，特指一种基于CV模型的无人机自主着陆 目标提取方法。
【背景技术】
[0002] 无人机在自主着陆过程中，通过摄像机获取无人机降落的图像，提取无人机机头 的坐标并解算出世界坐标，来引导无人机的自主着陆。在这个过程中，从图像提取无人机机 头图像坐标的精确性是其中的关键。传统方法中，利用提取角点、光流法、颜色概率密度法 等方法提取飞机机头的坐标在精确性方面均存在不足。因此，亟需一种精度较高的无人机 机头关键点提取方法。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种原理简单、适用性好、精度高的基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0005] -种基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法，其步骤为：
[0006] (1)、图像预处理；输入：在无人机着陆过程中，地面摄像机拍摄的RGB三通道图 像；输出：飞机特征较明显的单通道图像；
[0007] (2)、飞机机头区域分割；输入：预处理后的单通道图像；输出：图像中包含无人机 机头部分的局部区域；
[0008] (3)、机头关键点提取；输入：包含无人机机头部分的局部区域；输出：无人机机头 关键点坐标。
[0009] 作为本发明的进一步改进：所述步骤（1)的步骤为：
[0010] (1.1)首先判定飞机高度是否小于阈值；
[0011] (1. 2)若高高度小于阈值，则对图像进行颜色滤波；
[0012] (1. 3)将图像转化为HSV模型并取S通道，并对其进行直方图拉伸处理。
[0013] 作为本发明的进一步改进：所述步骤（2)的步骤为：
[0014] (2. 1)根据下式计算出的圆心坐标：
【权利要求】
1. 一种基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法，其特征在于，步骤为： (1) 、图像预处理；输入：在无人机着陆过程中，地面摄像机拍摄的RGB三通道图像；输 出：飞机特征较明显的单通道图像； (2) 、飞机机头区域分割；输入：预处理后的单通道图像；输出：图像中包含无人机机头 部分的局部区域； (3) 、机头关键点提取；输入：包含无人机机头部分的局部区域；输出：无人机机头关键 点坐标。
2. 根据权利要求1所述的基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法，其特征在于， 所述步骤（1)的步骤为： (1. 1)首先判定飞机高度是否小于阈值； (1. 2)若高高度小于阈值，则对图像进行颜色滤波； (1. 3)将图像转化为HSV模型并取S通道，并对其进行直方图拉伸处理。
3. 根据权利要求1所述的基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法，其特征在于， 所述步骤（2)的步骤为： (2. 1)根据下式计算出魏(Xj)的圆心坐标： 、I I-JI-厶
其中，UtJdUJ分别为之前两帧提取的飞机机头的图像坐标，（Xt，Yt)即为 乳(U)的圆心位置； (2. 2)根据下式计算出供,(U)的半径：
其中HeadNum为飞机机头区域点的个数； (2. 3)通过下式进行迭代：
焉ε为常数，T表示迭代时间步长，V表示梯度算子； E B φ (2.4)根据连续两次迭代的区域中机头特征点个数是否变化，判定迭代是否停止； (2. 5)若迭代停止,保存火Μ·，兄(所包含的区域； (2. 6)对图像进行IX3的腐蚀操作，选取面积最大连通区域作为最终的目标区域。
4. 根据权利要求3所述的基于CV模型的无人机自主着陆目标提取方法，其特征在于， 所述步骤（3)的步骤为： (3. 1)根据下式计算局部区域中各像素点的权值：
其中HighNunuLowNum分别为像素值大于190和小于190的机头区域点的个数，indeXi为机头区域点i的像素值； 根据下式计算无人机机头关键点坐标：
其中（PlaneX，PlaneY)为提取的机头关键点图像坐标，（Xi,Yi)为机头区域点i的坐标。 (3. 2)对左、右视觉在同一时刻拍摄图像提取机头关键点，并依据左、右摄像机的姿态 信息和内部参数解算出无人机机头的世界坐标。
【文档编号】G06T7/00GK104463889SQ201410799115
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】胡天江, 唐邓清, 沈林成, 方强, 李宏亮, 王勋, 赵述龙, 周典乐, 周晗, 徐宁 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学