[发明专利]一种自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位系统和方法

权利要求书

1.一种自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位方法，采用自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位系统；该自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位系统包括三组双目视觉系统、以太网交换机和工控机；每组双目视觉系统包括两台水平同方向固定的短波红外相机，该三组双目视觉系统呈等边三角形方式排列，形成互为120°的全景视觉机组，并通过以太网交换机连接至工控机；该全景视觉机组安装在拖拉机头部配重梁上，且其中一组双目视觉系统朝向拖拉机的正前方，其他两组分别朝向侧后方；其特征是：所述方法包括以下步骤：

1)将三组双目视觉系统分别设为A、B和C，并使所述A组朝向正前方，B组和C组分别朝向侧后方；

2)将三组双目视觉系统分别建立独立的空间坐标系；

3)三组相机不间断循环工作，分别从不同方向检测环境中同一特征点不同时刻坐标变化，根据其坐标变化反推拖拉机在三个不同坐标系的位移矢量；

4)将B、C坐标系下的位移矢量数据通过坐标变换，折算到A坐标系下；该坐标变换通过以下变换矩阵进行：

5)将三组位移矢量数据按照算术平均法进行数据融合，得到拖拉机相对于前一时刻的即时相对定位数据：其中：每组双目视觉系统分别检测各自方向上同一特征点相邻时刻坐标变化，得到3个方向上的变化矢量Δh_A、Δh_B、Δh_C；

6)重复步骤3)～5)，实现拖拉机连续全景视觉相对定位。

2.根据权利要求1所述的自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位方法，其特征是：每台所述短波红外相机的波长为900～1700nm。

3.根据权利要求1所述的自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位方法，其特征是：所述每组双目视觉系统的双目基线长度为10cm。

4.根据权利要求1所述的自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位方法，其特征是：所述全景视觉机组安装位置距离地面高度为1.0±0.1m。

5.根据权利要求1所述的自主导航拖拉机夜间全景视觉相对定位方法，其特征是：所述步骤2)中，每个坐标系的原点位于等边三角形的几何中心，x轴正方向均与各自基线平行且水平向右；y轴正方向垂直于安装平面向下；z轴正方向垂直于各自基线且水平向前；其中，三个y轴重合。