[发明专利]一种飞机姿态测量方法、系统、设备及介质

权利要求书

1.一种飞机姿态测量方法，其特征在于，包括：

构建飞机图像数据集；所述飞机图像数据集包括真实数据集和虚拟数据集；所述真实数据集包括原始飞机图像、原始飞机图像的检测框标签、原始飞机图像的位姿标签和原始飞机图像的稠密特征标签；所述虚拟数据集包括虚拟飞机图像、虚拟飞机图像的检测框标签、虚拟飞机图像的位姿标签、虚拟飞机图像的稠密特征标签和原始飞机图像的背景图像；

对所述原始飞机图像的检测框标签进行动态平移缩放处理，获取感兴趣区域内的飞机图像；

以位姿一致性、稠密特征和飞机位姿为约束，利用所述感兴趣区域内的飞机图像对位姿估计网络进行优化，得到优化后的位姿估计网络；所述位姿估计网络包括特征提取子网络、稠密特征回归子网络和位姿回归子网络；

将待检测飞机图像输入至训练好的目标检测器模型中，得到飞机图像的最终检测框；

利用优化后的位姿估计网络对所述最终检测框内的飞机图像进行位姿估计，得到飞机的位姿参数；所述位姿参数包括3D姿态参数和3D位置参数；

根据所述3D姿态参数，利用测量系统坐标系进行空间转换，确定飞机姿态角。

2.根据权利要求1所述的飞机姿态测量方法，其特征在于，所述对所述原始飞机图像的检测框标签进行动态平移缩放处理，获取感兴趣区域内的飞机图像，具体包括：

利用公式对所述标注检测框后的飞机图像的检测框中心进行平移，得到平移后的检测框中心；其中，(o_x,o_y)为原始的检测框中心；σ_x为x轴的平移系数；σ_y为y轴的平移系数；α为x轴平移的最大比例因子；β为y轴平移的最大比例因子；w为检测框的宽；h为检测框的高；(c_x,c_y)为平移后检测框中心；

利用公式S＝max(w,h)·σ_s·η(-γ＜σ_s＜γ)对所述标注检测框后的飞机图像的检测框尺寸进行缩放，得到缩放后的检测框尺寸；其中，σ_s为缩放系数；γ为缩放的最大比例因子；η为缩放比例；S为缩放后的检测框尺寸；

根据所述平移后的检测框中心和所述缩放后的检测框尺寸，确定感兴趣区域内的飞机图像。

3.根据权利要求2所述的飞机姿态测量方法，其特征在于，所述将待检测飞机图像输入至训练好的目标检测器模型中，得到飞机图像的最终检测框，具体包括：

将待检测飞机图像输入至训练好的目标检测器模型中，得到含有原始检测框的飞机图像；

以所述缩放比例对所述含有原始检测框的飞机图像上的原始检测框进行缩放，得到飞机图像的最终检测框。

4.根据权利要求1所述的飞机姿态测量方法，其特征在于，所述利用优化后的位姿估计网络对所述最终检测框内的飞机图像进行位姿估计，得到飞机的位姿参数，具体包括：

利用所述特征提取子网络提取所述最终检测框内飞机图像的高层特征，得到高层特征图；

利用所述稠密特征回归子网络对所述高层特征图进行解码，并回归得到稠密特征图；所述稠密特征图包括飞机稠密3D坐标图、飞机分割图和飞机表面区域图；并根据所述飞机稠密3D坐标图及对应的2D位置编码图，建立飞机区域稠密点2D-3D对应关系；还根据所述飞机表面区域图获取飞机表面区域像素分布；

利用所述位姿回归子网络，根据所述飞机区域稠密点2D-3D对应关系和所述飞机表面区域像素分布进行位姿估计，回归得到飞机的位姿参数。

5.根据权利要求4所述的飞机姿态测量方法，其特征在于，所述根据所述姿态参数，利用测量系统坐标系进行空间转换，确定飞机姿态角，具体包括：

根据所述3D姿态参数，得到飞机坐标系至摄像机坐标系的旋转矩阵；

根据所述飞机坐标系至摄像机坐标系的旋转矩阵，进行摄像机坐标系至东北天坐标系的空间转换，得到飞机坐标系至东北天坐标系的旋转矩阵；

根据所述飞机坐标系至东北天坐标系的旋转矩阵，确定飞机姿态角。