[发明专利]一种面向固定翼无人机着陆的快速变尺度跑道跟踪方法

摘要

本发明涉及一种面向固定翼无人机着陆的快速变尺度跑道跟踪方法，属于定位导航与控制技术领域。本方法包括如下步骤：(1)根据前一帧目标的位置及尺度在前一帧目标位置附近区域采集样本，并提取样本的压缩特征；(2)利用贝叶斯分类器判断得到当前帧目标的位置区域；(3)提取前后两帧图像目标区域上SIFT特征点，并以SIFT特征点间距离变化率作为相邻帧图像跑道区域尺寸的变化率；(4)引入SIFT特征点模值作为跑道区域尺寸变化率的权值，得到最终跑道区域尺度变化率；(5)更新跑道区域尺度，并在当前帧目标区域邻近范围内采集正负样本，训练更新分类器。本发明提高了跑道跟踪的实时性和准确性。

主权项

1.一种面向固定翼无人机着陆的快速变尺度跑道跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据前一帧目标的位置及尺度在前一帧目标位置附近区域采集样本，并提取样本的压缩特征；(2)利用贝叶斯分类器判断得到当前帧目标的位置区域；(3)提取前后两帧图像目标区域上SIFT特征点，并以SIFT特征点间距离变化率作为相邻帧图像跑道区域尺寸的变化率；具体实现过程如下：首先分别提取前后两帧图像目标区域中的SIFT特征点并进行匹配，得到两组对应的点集，分别记为S＝{s₁,s₂,…,s_i,…s_n},S'＝{s′₁,s′₂,…,s′_i,…s′_n},其中s_i与s′_i为前后两帧目标区域中相匹配的SIFT特征点，n为成功匹配的特征点对数；相邻两帧目标区域在x轴方向与y轴方向尺度变化率x_rate,y_rate分别为：其中x_ij＝||x_j‑x_i||，y_ij＝||y_j‑y_i||分别点集S中任意两特征点P_i,P_j在x轴y轴方向上的距离,x′_ij＝||x′_j‑x′_i||、y′_ij＝||y′_j‑y′_i||则为点集S′中相匹配的特征点P′_i、P′_j在x轴y轴方向的距离；(4)将SIFT特征点模值与两特征点的距离相乘后代入变化率计算公式中而得到最终跑道区域尺度变化率；具体实现过程如下：在变化率中引入特征点的模值m作为权值，即将两特征点的距离乘以此两特征点的模值后代入到公式(1)和(2)中，则相邻两帧图像目标区域在x轴y轴方向的变化率为：其中m_i、m_j为特征点P_i、P_j的模值，m′_i、m′_j为特征点P′_i、P′_j的模值；(5)更新跑道区域尺度，并在当前帧目标区域邻近范围内采集正负样本，训练更新分类器。