[发明专利]基于单目视觉的位姿识别方法

权利要求书

1.一种基于单目视觉的位姿识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)至少设置四个红外光灯：在固定翼飞行器的两个机翼上与机身中轴线距离相等的地方，安装两个红外光灯，要求这两个红外光灯与机身中轴线的垂点重合；在机身中轴线靠近尾部的地方放置第三个红外光灯，在机身中轴线靠近头部的地方放置第四个红外光灯；在远离被识别固定翼飞行器处设置摄像头，在该摄像头的镜头上设有能够允许红外光灯发射的红外光线通过的带通滤光片；

(2)用摄像头去拍摄被识别固定翼飞行器的状态：开启红外光灯组和摄像头，由所述的红外光灯组映射到摄像头；

(3)图像预处理：对拍摄的图像进行预处理，最终获得一张底色与光点颜色相异的图像；

(4)获取光点的质心像素位置：对经过图像预处理的图像，使用基于椭圆拟合法改良的质心定位算法得到光点的边缘形状和光点的质心的像素位置；

(5)获取固定翼飞行器位姿：根据质心像素位置，采用传统的EPnP算法获取被识别固定翼飞行器的位姿。

2.根据权利要求1所述的基于单目视觉的位姿识别方法，其特征在于，所述的步骤(1)中：因固定翼飞行器机身设计的多样性，机体表面情况不适合安装红外光时，则在不合适安装红外光灯的位置对称安装两个红外光灯，代替该位置应安装的红外光灯；然后通过算法取这两个红外光点的像素坐标的中点，此时这个中点代表该位置应安装的红外光灯的像素坐标。

3.根据权利要求1所述的基于单目视觉的位姿识别方法，其特征在于，所述的步骤(2)的具体方法为：用摄像头去拍摄被识别固定翼飞行器的状态时，需要先同时开启红外光灯组，本方法适用于近距离位姿识别，所以整个过程中需要保证摄像头可以拍摄到红外光灯组。

4.根据权利要求1所述的基于单目视觉的位姿识别方法，其特征在于，所述的步骤(3)的图像预处理包括以下步骤：

(a)灰度化处理：根据灰度化公式，对获取的RGB图像进行灰度化处理，将图像转换成灰度图；

(b)二值化处理：使用基于Otus阈值分割法改进的光点质心寻找法对灰度图识别进行阈值分割，将图像二值化成黑白图像；

(c)图像滤波：采用形态学滤波方式，对图像进行腐蚀和膨胀处理；

(d)对图像的畸变进行矫正：通过张正友标定法获取摄像头的畸变参数，利用算法矫正图像的畸变。