[发明专利]一种无人机载单目标板自适应能见度探测方法及系统

权利要求书

1.一种无人机载单目标板自适应能见度探测方法，其特征在于，包括依次执行的以下步骤：

(1)用无人机搭载图像采集装置作为无人机载图像采集单元，用无人机搭载目标板作为无人机载目标板单元；

(2)控制无人机载图像采集单元和无人机载目标板单元升至高度H；初始时，控制无人机载目标板单元在无人机载图像采集单元附近，记初始距离为d₀，控制无人机载图像采集单元对目标板进行摄取；

(3)将无人机载图像采集单元采集到的图像灰度化，从灰度图中分离出目标板和天空背景，得到原彩色图像中目标板区域和天空背景区域，然后在原彩色图像上计算实测的视亮度比其中，L_g0表示原彩色图像中天空背景图像部分像素点的归一化亮度均值，L_t0表示原彩色图像中目标板图像部分像素点的归一化亮度均值；

(4)构建能见度测量误差模型：

(4-1)记无人机载目标板单元与无人机载图像采集单元之间的距离为d，取d的值为一固定值d₁，取C₀的值为-1，取N个能见度V的值，记为V₁至V_N，将V₁至V_N分别代入公式中，得到相应的视亮度C₁至C_N；

(4-2)将L_g0赋值给L_g，将C₁至C_N分别代入公式得到对应的N个L_t的值，记为L_t1至L_tN；

(4-3)遍历L_t1至L_tN，对每个L_ti，先将L_ti的值赋值给L_ti+E_1i，计算再将L_ti的值赋值给L_ti-E_1i，计算最后计算出其中，i＝1,2,…,N，E_1i表示V_i对应的目标物亮度增益误差引起的能见度相对误差，V_Ltiz+表示正目标物亮度增益误差影响下的能见度，V_Ltiz-表示负目标物亮度增益误差影响下的能见度；

(4-4)遍历L_t1至L_tN，对每个L_ti，先将L_ti的值赋值给L_ti+E_2i，计算再将L_ti的值赋值给L_ti-E_2i，计算最后计算出其中，E_2i表示V_i对应的目标物亮度零点漂移误差引起的能见度相对误差，V_Lti0+表示正目标物亮度零点漂移误差影响下的能见度，V_Lti0-表示负目标物亮度零点漂移误差影响下的能见度；

(4-5)遍历L_t1至L_tN，对每个L_ti，将L_g0赋值给L_g+E_3i，计算再将L_g0赋值给L_g-E_3i，对每个L_ti，计算最后计算出其中，E_3i表示V_i对应的天空背景亮度增益误差引起的能见度相对误差，V_Lgiz+表示正天空背景亮度增益误差影响下的能见度，V_Lgiz-表示负天空背景亮度增益误差影响下的能见度；

(4-6)遍历L_t1至L_tN，对每个L_ti，将L_g0赋值给L_g+E_4i，计算再将L_g0赋值给L_g-E_4i，计算最后计算出其中，E_4i表示V_i对应的天空背景亮度零点漂移误差引起的能见度相对误差，V_Lgi0+表示正天空背景亮度零点漂移误差影响下的能见度，V_Lgi0-表示负天空背景亮度零点漂移误差影响下的能见度；

(4-7)取C₀的值为C^*，取L_g的值为L_g0，遍历L_t1至L_tN，对每个L_ti，计算再计算出其中，E_5i表示V_i对应的目标物固有视亮度比测量误差引起的能见度相对误差，V_Ci表示目标物固有视亮度比测量误差影响下的能见度；

(4-8)计算对应各个不同能见度值的总相对误差：对N个总相对误差进行拟合，得到总相对误差关于V/d的分布曲线；

(5)保持无人机载图像采集单元和无人机载目标板单元的高度为H，调整无人机载图像采集单元和无人机载目标板单元之间的距离为d₂，控制无人机载图像采集单元对目标板进行摄取；

(6)从步骤(5)摄取的图像中分离出目标板和天空背景，计算出本次实测的视亮度C，将d＝d₂、代入公式计算出本次实测的能见度；

(7)根据步骤(6)得到的能见度值，从分布曲线中查找到总误差最小值对应的V/d的值，然后根据步骤(6)实测的能见度，计算出最优距离d′；

(8)保持无人机载图像采集单元和无人机载目标板单元的高度为H，调整无人机载图像采集单元和无人机载目标板单元之间的距离为d′，控制无人机载图像采集单元再次摄取目标板图像，然后计算出当前的视亮度C，将以及当前视亮度C和最优距离d′代入根公式得到最终的能见度值。