[发明专利]基于图像的飞机引导方法、装置

权利要求书

1.一种基于图像的飞机引导方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S10，实时获取机载视觉传感器拍摄的图像；

步骤S20，对所述机载视觉传感器进行标定，建立现实坐标系与图像坐标系的相对位置转移模型；

步骤S30，根据所述相对位置转移模型，将航向平面和垂直引导平面，投影到所述实时图像中；

步骤S40，通过控制飞机，使所述实时图像中的航向平面与垂直引导平面的面积为零，以保持飞机处于规划的路线中；

所述步骤S20具体包括：

步骤S21，识别所述步骤S10拍摄的图像中的关键特征点，得到关键特征点的图像位置信息；

步骤S22，结合高精度地图，构建所述关键特征点的数据描述；

步骤S23，根据所述关键特征点的数据描述，对所述机载视觉传感器进行标定，建立相对位置转移模型。

2.根据权利要求1所述的基于图像的飞机引导方法，其特征在于，当所述方法用于引导飞机进近时，所述关键特征点包括跑道中线、跑道边缘线、跑道入口线、跑道终止线、跑道停止线、跑道编号等标识。

3.根据权利要求1所述的基于图像的飞机引导方法，其特征在于，当所述方法用于引导飞机进近时，所述关键特征点的数据描述包括：

所述关键特征点在机场坐标系下的三维空间位置信息；

所述关键特征点在图像平面坐标系下的二维位置信息。

4.根据权利要求1所述的基于图像的飞机引导方法，其特征在于，所述步骤S30，具体包括：

步骤S31，根据地面特征点，构建世界坐标系；

步骤S32，根据引导计划，确定所述世界坐标系下的所述航向平面和所述垂直引导平面的方程；

步骤S33，根据所述步骤S20中得到的相对位置转移模型，将所述航向平面和所述垂直引导平面转换到图像坐标系中。

5.根据权利要求4所述的基于图像的飞机引导方法，其特征在于，当所述方法用于引导飞机进近时：

所述步骤S31中，所述地面特征点为跑道特征，具体包括跑道中心线、朝向飞机一侧的跑道边缘线，所述世界坐标系为机场跑道坐标系；

所述步骤S32中，所述航向平面为进近引导的航向面，所述垂直引导平面为进近引导的下滑面。

6.一种基于图像的飞机引导装置，其特征在于，所述装置包括：

图像获取模块，用于实时获取机载视觉传感器拍摄的图像，包括机载视觉传感器，所述机载视觉传感器的安装位置满足飞行员正视视角要求，所述机载视觉传感器满足对雨雾、暗视环境的适应性，生成图像对关键特征点的描述清晰可辨；

视觉传感器标定模块，用于识别并提取图像中的关键特征信息，并结合已知信息，对所述机载视觉传感器进行标定，建立图像相对位置转移模型；

航路规划模块，根据地面特征点，以规划的航路作为航向平面与垂直引导平面的交直线，在世界坐标系中生成两平面的方程，并根据所述视觉传感器标定模块生成的图像相对位置转移模型，将两平面投影至所述图像获取模块获取的图像中，所述航向平面与地面垂直，所述垂直引导平面与地面平行或以特定角度与地面相交；

飞行控制模块，通过控制飞机，使所述图像中的航向平面与垂直引导平面的面积为零，以保持飞机处于规划的路线中；

所述视觉传感器标定模块包括：

特征识别单元，用于识别并提取图像中的关键特征点的图像坐标；

位置信息存储单元，用于存储已知的所述关键特征点的三维空间位置信息；

标定单元，用于根据所述关键特征点的图像坐标和三维空间位置信息，对所述机载视觉传感器进行标定，建立相对位置转移模型。

7.根据权利要求6所述的基于图像的飞机引导装置，其特征在于，当所述装置用于引导飞机进近时，所述关键特征点包括跑道中线、跑道边缘线、跑道入口线、跑道终止线、跑道停止线、跑道编号等标识，所述三维空间位置信息来自于高精度地图。

8.根据权利要求6所述的基于图像的飞机引导装置，其特征在于，当所述装置用于引导飞机进近时，所述航路规划模块中的地面特征点包括跑道中心线、朝向飞机一侧的跑道边缘线，所述世界坐标系为机场跑道坐标系，所述航向平面为进近引导的航向面，所述垂直引导平面为进近引导的下滑面。