[发明专利]一种低能见度下固定翼飞机视觉辅助着陆导航方法

权利要求书

1.一种低能见度下固定翼飞机视觉辅助着陆导航方法，所述方法包括：视觉特征提取过程、相对位姿解算过程和视觉惯性融合过程；其中

视觉特征提取过程包括：接收惯性测量单元输出的位姿参数，采集2D图像，从所述2D图像提取跑道区域，提取跑道区域包括借助于惯性测量单元输出的位姿参数，结合机场跑道地理信息，通过视觉投影生成图像坐标系下的跑道区域，视觉投影过程包括从大地坐标系经地心地固坐标系、地理坐标系、导航坐标系、机体坐标系、相机坐标系到像素坐标系的5次坐标变换，在所述跑道区域中进行直线检测，并提取跑道边缘线，计算出跑道四个角点像素坐标；

相对位姿解算过程：输入机场跑道四个角点的地理坐标和像素坐标，并结合相机的内部参数，计算出相机相对于机场跑道的相对位姿；并且

视觉惯性融合过程包括：定义系统状态、建立惯性误差传递方程、获取量测信息、非线性卡尔曼滤波、修正位姿参数；定义系统状态包括：位置误差、速度误差、姿态误差、加速度误差和角速度误差；建立惯性误差传递方程；获取量测信息：从红外图像中提取跑道前端左、右角点和消失点坐标作为量测信息；非线性卡尔曼滤波：利用惯性误差传递方程和量测信息进行非线性卡尔曼滤波，输出惯性误差估计值；修正位姿参数：利用惯性误差估计值修正位姿参数。

2.根据权利要求1所述的低能见度下固定翼飞机视觉辅助着陆导航方法，其中在视觉特征提取过程中，直线检测包括线段检测和线段拟合；

其中在线段检测时，采用检测子从跑道区域中提取直线段；在线段拟合时，按照预设条件从所提取的直线段中筛选出候选线段，根据候选线段的长度和线宽计算出线段的权重，并按照权重大小从候选线段中随机选取点，以拟合出跑道边缘线。

3.根据权利要求1所述的低能见度下固定翼飞机视觉辅助着陆导航方法，其中在相对位姿解算过程中，相机的内部参数包括焦距、倾斜因子、像素大小。