[发明专利]一种无人机视觉定位方法

摘要

本发明提供了一种适用于动态场景下的定位标志和标识识别定位方法。所设计的定位标志能够在低分辨率和复杂的环境下被识别，通过多步验证确保了定位标志识别的可靠性，方法依据无人机空间位置与姿态关系建立了偏差解析模型，从而根据图像中标志物中所提供的信息进行定位，输出位置与角度信息。可应用于无人机物流、无人机监察等方向。

主权项

1.一种无人机视觉定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)确定定位标志设置定位标志为一黑色矩形区域，该区域内部按照预先设定的规则放置两组大小不同的白色正方形，其中所述两组大小不同的白色正方形中大的那组里正方形数量为3个，所述两组大小不同的白色正方形中小的那组里正方形数量为6个，所述设定的规则为：3个大正方形分布于黑色矩形区域的三个角，并分别标记正方形中心点为M1、M2、M3，一小正方形位于黑色区域剩下的那个角并标记其中心点为m2，另一小正方形位于黑色矩形区域中心并标记其中心点为m1，剩余的四个小正方形对称设置在m1的四周，M2和M3的连线以及M1和m2的连线均经过m1，9个正方形互相没有重叠部分；(2)定位标志的识别与提取(21)首先进行图像读取和灰度化，并采用阈值分割方法将图像中的背景去除，其次对图像进行边缘检测与外部轮廓识别，将像素点大于阈值的外部轮廓保留下来，然后对保留下来的外部轮廓进行多边形特征筛选，筛选出所有四边形区域，最后对四边形区域进行内部轮廓识别，筛选出内部轮廓数量为9个的四边形区域；(22)在得到的四边形区域中，首先确定定位标志中代表三个大正方形的3个点，比较3个点两两之间模的大小，确定模最大的两个点为M₂、M₃，三个点中剩余的点为M₁，确定的直线经过的点为m₁，确定的直线经过的点为m₂；(3)无人机实际空间坐标信息的获取(31)对图像传感器视角进行标定，选取800px×600px的图像区域作为待检测区域，使用标准长度的物体置于镜头视野底部，设标定后的视角为β1；(32)根据待检测区域原点以及识别出的定位标志点m1，解析出定位标志在待检测区域中的x轴像素偏差EPDX和y轴像素偏差EPDY，其中EPDX和EPDY分别为m1相对于待检测区域原点的横纵坐标；(33)通过无人机返回的GPS高度信息和超声波返回的高度信息，确定当前无人机离标志点的垂直高度h；(34)计算向量与水平x轴的角度，该角度为无人机相机与定位标志的偏移角度；(35)计算无人机实际偏离定位标志的距离x轴实际偏差EDX为y轴实际偏差EDY为