[发明专利]一种基于单应变换的固定翼飞机视觉辅助着陆导航方法

权利要求书

1.一种基于单应变换的固定翼飞机视觉辅助着陆导航方法，所述方法包括真实跑道特征检测过程、合成跑道特征检测过程、单应矩阵构建过程、视觉惯性融合过程；其中

真实跑道特征检测过程包括：视频采集、图像增强处理、检测真实跑道特征；

合成跑道特征检测过程包括：读取惯性测量单元的原始位姿参数并计算虚拟相机的位姿参数；读取机场地理信息；利用惯性测量单元的原始位姿参数和机场地理信息计算合成跑道特征；

单应矩阵构建过程包括：接收真实跑道特征和合成跑道特征，构建虚拟相机到真实相机的单应矩阵；

视觉惯性融合过程包括：读取惯性测量单元的原始测量参数；读取虚拟相机到真实相机之间的单应矩阵；进行非线性卡尔曼滤波；修正惯性测量单元的原始位姿参数并获得惯性测量单元的修正位姿参数；

其中在合成跑道特征检测过程中，将机场地理信息结合惯性测量单元的原始位姿参数，从大地坐标系依次经地心地固坐标系、地理坐标系、导航坐标系、机体坐标系、相机坐标系变换到像素坐标系，从而获得合成跑道特征；

其中所述视频采集基于机载前红外相机实现；所述机场地理信息包括跑道各角点的纬度、经度和海拔高度信息；

其中在单应矩阵构建过程中，构建虚拟相机到真实相机之间的单应矩阵包括：

将t时刻的单应矩阵表示为：

其中，分别表示t时刻的虚拟相机到真实相机的旋转矩阵和平移矩阵，{N_M(t),d_M(t)}分别表示t时刻的机场平面的单位法向量和真实相机到机场平面的距离。

2.根据权利要求1所述的基于单应变换的固定翼飞机视觉辅助着陆导航方法，其中，在视觉惯性融合过程中，

进行非线性卡尔曼滤波包括：建立系统状态方程和视觉量测方程，进行滤波，输出系统状态估计值；

修正位姿参数包括：利用系统状态估计值修正惯性测量单元的原始位姿参数。