[发明专利]一种基于视觉的装备姿态位置测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于视觉的装备姿态位置测量方法及系统，该系统包括：图像获取子系统、图像处理子系统和位姿解算子系统，其中图像获取子系统用于控制图像获取设备获取装备的图像；图像处理子系统用于对图像进行处理，处理过程包括特征靶标的特征投影提取、特征投影匹配和故障诊断，所述特征靶标布置在装备上，且其中部分特征靶标在同一个平面内，部分特征靶标在该平面外；位姿解算子系统用于解算装备的姿态位置。发明的方法和系统能够保证装备的姿态位置测量方法在长时间工作后的高精度，降低装备的结构复杂度。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种基于视觉的装备姿态位置测量方法及系统。

背景技术

许多装备在使用过程中并不是静止不动的，以雷达为例，雷达是各种武器系统与作战指挥控制系统的最重要的组成部分之一，当雷达处于跟踪状态时，天线的空间指向角将随着目标的运动而变化，因此，天线基座的姿态测量结果将决定着雷达是否能够正常工作。

在装备性能试验过程中，也需要对装备的姿态和位置进行测量，传统的装备姿态位置测量方法多为机械方式，其在长时间工作之后，难以保证高精度的要求，并且在一定程度上增加了装备的结构复杂度。高精度陀螺仪是一种常用的姿态测量仪器，但是其具有价格昂贵，标定复杂等缺点，不适合用于装备性能的试验实验中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中的问题，提出一种基于视觉的装备姿态位置测量方法及系统，降低了机械方式测量装备的姿态位置的装备结构复杂度，并保证了长时间工作后的精度。

本发明提供的一种基于视觉的装备姿态位置测量方法，包括：

图像获取设备获取装备的图像；

对图像进行处理，处理过程包括特征靶标的特征投影提取、特征投影匹配和故障诊断，所述特征靶标布置在装备上，且其中部分特征靶标在同一个平面内，部分特征靶标在该平面外；

解算装备的姿态位置。

进一步，所述特征靶标为五个，其中四个特征靶标在同一个平面内，另一个特征靶标在该平面外，且平面外的特征靶标相对于平面内的特征靶标更靠近图像获取设备。

进一步，特征投影提取的具体方法包括：首先将图像进行灰度处理，然后通过设置阀值将灰度图转换成二值图像，之后进行粒子滤波，并根据设置的像素面积大小对特征靶标的投影进行识别，并提取特征靶标投影的中心坐标。

进一步，特征投影匹配和故障诊断的具体方法包括：

判断提取到的投影个数；

若提取到的投影个数为5，则执行以下步骤：

步骤11，利用方法一对平面外的特征靶标的投影进行匹配；

步骤12，利用方法二对平面内的特征靶标的投影进行匹配；

若提取到的投影个数为4，则执行以下步骤：

步骤21，利用方法一判断平面外的特征靶标的投影是否提取失败并完成该投影的匹配；

步骤22，若平面外的特征靶标的投影提取失败，则利用方法二对平面内的特征靶标的投影进行匹配；

步骤23，若平面外的特征靶标的投影正常提取，则利用方法三对正常提取的平面内的特征靶标的投影进行匹配；

若提取到的投影个数为3，则执行以下步骤：

步骤31，利用方法一判断平面外的特征靶标的投影是否提取失败；

步骤32，若平面外的特征靶标的投影提取失败，则利用方法三对正常提取的平面内的特征靶标的投影进行匹配；

步骤33，若平面外的特征靶标的投影正常提取，则结束该过程；