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无人机视觉导航算法

黄楠楠 刘贵喜 张音哲 姚李阳

黄楠楠, 刘贵喜, 张音哲, 姚李阳. 无人机视觉导航算法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(7): 726005-0726005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0726005
引用本文: 黄楠楠, 刘贵喜, 张音哲, 姚李阳. 无人机视觉导航算法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(7): 726005-0726005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0726005
Huang Nannan, Liu Guixi, Zhang Yinzhe, Yao Liyang. Unmanned aerial vehicle vision navigation algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7): 726005-0726005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0726005
Citation: Huang Nannan, Liu Guixi, Zhang Yinzhe, Yao Liyang. Unmanned aerial vehicle vision navigation algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7): 726005-0726005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0726005

无人机视觉导航算法

doi: 10.3788/IRLA201645.0726005
基金项目: 

国防预研基金(Y42013010181,Y420150401XX);国家部委十二五科技项目(Y31011040315);中央高校基本科研业务费专项资金(NSIY191414)

详细信息
    作者简介:

    黄楠楠(1988-),女,硕士生,主要从事无人机视觉辅助导航、目标跟踪和图像处理等方面的研究。Email:1607896949@qq.com;刘贵喜(1966-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事目标跟踪,计算机视觉,组合导航等方面的研究。Email:gxliu@xidian.edu.cn

    黄楠楠(1988-),女,硕士生,主要从事无人机视觉辅助导航、目标跟踪和图像处理等方面的研究。Email:1607896949@qq.com;刘贵喜(1966-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事目标跟踪,计算机视觉,组合导航等方面的研究。Email:gxliu@xidian.edu.cn

  • 中图分类号: V249

Unmanned aerial vehicle vision navigation algorithm

  • 摘要: 为保证无人机着陆精度和安全性,提出了一种无人机自主着陆视觉导航位姿解算方法。首先对机载相机进行标定,获取相机参数;然后综合考虑地标形状和尺寸、地标角点几何分布和角点数量对位姿估计精度的影响,设计了T型着陆地标形状和尺寸参数,将地标轮廓提取和角点检测算法相结合,得到几何分布好、数量适中的8个角点用于位姿解算,保证了位姿解算精度;为减少LK (Lucas-Kanade)光流法稳定跟踪地标的处理时间,直接将提取的这8个角点作为LK光流法检测和跟踪的输入,保证了算法实时性;最后利用三维空间到二维像平面投影关系对飞行位姿参数进行实时解算。实验结果表明:算法具有较高估计精度,算法平均周期为76.756 ms (约13帧/s),在速度较低的着陆阶段基本满足自主着陆视觉导航的实时性要求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-08
  • 修回日期:  2015-12-21
  • 刊出日期:  2016-07-25

无人机视觉导航算法

doi: 10.3788/IRLA201645.0726005
    作者简介:

    黄楠楠(1988-),女,硕士生,主要从事无人机视觉辅助导航、目标跟踪和图像处理等方面的研究。Email:1607896949@qq.com;刘贵喜(1966-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事目标跟踪,计算机视觉,组合导航等方面的研究。Email:gxliu@xidian.edu.cn

    黄楠楠(1988-),女,硕士生,主要从事无人机视觉辅助导航、目标跟踪和图像处理等方面的研究。Email:1607896949@qq.com;刘贵喜(1966-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事目标跟踪,计算机视觉,组合导航等方面的研究。Email:gxliu@xidian.edu.cn

基金项目:

国防预研基金(Y42013010181,Y420150401XX);国家部委十二五科技项目(Y31011040315);中央高校基本科研业务费专项资金(NSIY191414)

  • 中图分类号: V249

摘要: 为保证无人机着陆精度和安全性,提出了一种无人机自主着陆视觉导航位姿解算方法。首先对机载相机进行标定,获取相机参数;然后综合考虑地标形状和尺寸、地标角点几何分布和角点数量对位姿估计精度的影响,设计了T型着陆地标形状和尺寸参数,将地标轮廓提取和角点检测算法相结合,得到几何分布好、数量适中的8个角点用于位姿解算,保证了位姿解算精度;为减少LK (Lucas-Kanade)光流法稳定跟踪地标的处理时间,直接将提取的这8个角点作为LK光流法检测和跟踪的输入,保证了算法实时性;最后利用三维空间到二维像平面投影关系对飞行位姿参数进行实时解算。实验结果表明:算法具有较高估计精度,算法平均周期为76.756 ms (约13帧/s),在速度较低的着陆阶段基本满足自主着陆视觉导航的实时性要求。

English Abstract

参考文献 (14)

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