CN107656539A - 一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，包括地面控制站、旋翼机、机载引导设备以及降落信标平台；所述地面控制站包括操控显示装置和第一测控系统；所述操控显示装置与第一测控系统连接；所述旋翼机内安装有飞控计算机和第二测控系统，第二测控系统与所述第一测控系统连接；机载引导设备接收降落信标平台发出的信标信号，并进行处理，将处理得到的信息传输至旋翼机的飞控计算机和操控显示装置，操作人员通过操控显示装置，发出控制指令经第二测控系统回传至第一测控系统，调整机载引导设备的角度。本发明有效地利用了日全盲区紫外光的特点，地面控制站和旋翼机上具备两套控制系统，同时适用于有人驾驶和无人驾驶的飞机的盲降操作。
Description
技术领域
本发明涉及自主着陆引导技术领域，特别涉及一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统和方法。
背景技术
目前旋翼机的着陆导航主要依靠卫星导航技术，惯性导航技术以及计算机视觉导航技术等，但这几种方法都存在一定的局限性，卫星导航技术最常见的应用是全球定位系统，但在旋翼机自主着陆引导的最后几公里范围内，全球定位系统的定位精度达不到操作需求；惯性导航系统的定位误差会随着系统工作时间的推移逐渐累积，以致越来越大；基于计算机视觉的导航系统目前发展迅猛，但大都工作在可见光或者红外波段，受气候条件影响很大，如雾天等。
太阳紫外辐射在通过大气层时，大气层中的臭氧层对220nm～280nm紫外辐射具有强烈的吸收作用，这一波段紫外辐射在近地大气中几乎不存在，由于该波段区(220nm～280nm)的太阳辐射在大气层中，尤其在海平面附近大气层中基本为零，所以，该波段不受太阳辐射影响，形成所谓的日盲区。所以，自然界中存在的紫外光基本是人为活动造成的。且由于紫外光在自由大气中传输时具有较强的散射作用，从而可以以非直线的方式传播，即可以绕过障碍物而实现非视距的。
紫外光信标是利用“日盲”波段的紫外光波作为信息的载体，以大气为传输介质，可实现基于局域范围内的点对点或一点对多点的无线信息连接方式。紫外光具有诸多的优点。低窃听率、低位辩率、抗干扰性强、全方位性、全天候工作等，而非直视性可以说是紫外信标光源相比较其他光源而言最为突出的一个优点。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的可见光或者红外波段，受气候条件影响大的问题，提供了一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，包括地面控制站、旋翼机、机载引导设备以及降落信标平台；所述地面控制站包括操控显示装置和第二测控系统；所述操控显示装置与第二测控系统连接；所述旋翼机内安装有飞控计算机和第一测控系统，第一测控系统与所述第二测控系统连接；机载引导设备接收降落信标平台发出的信标信号，并进行处理，将处理得到的信息传输至旋翼机的飞控计算机和第一测控系统，第一测控系统再将处理后的控制信号传输至第二测控系统并在操控显示装置进行显示，操作人员通过操控显示装置，发出控制指令经第二测控系统回传至第一测控系统，调整机载引导设备的角度。一种基于旋翼机的紫外自主盲降方法，适用于一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，包括：
步骤1：将紫外信标安装在信标平台上，通过机载引导设备搭载的日全盲紫外相机获取敏感紫外信标光源；
步骤2：敏感紫外信标光源进入紫外光学系统汇聚成像，经过滤光器只保留下日全盲波段的光线，形成日全盲区紫外区单元成像传送至电子箱；
步骤3：电子箱对日全盲区紫外区单元成像进行处理，得到信标点的清晰图像，将处理后的图像和可见光成像单元成像进行融合叠加，根据当前信标点的位置，建立单应性矩阵H，提取位置姿态信息R、T的初值，其中R包含旋翼机相对于信标点的滚转角偏航角、俯仰角，T包含旋翼机到信标点的直线距离；并进行空间坐标转换；
步骤4：根据重投影误差构造非线性优化目标函数，对R、T进行优化；并将优化后的R、T转化为三维位置和航向角，输出计算结果；
步骤5：将输出的结果反馈到飞控计算机和第一测控系统；第一测控系统将采集到的视频信号通过测控发送到地面控制站的第二测控系统；
步骤6：地面控制站和飞控计算机根据接收到的电子箱的反馈数据引导旋翼机的飞行，云台控制执行机构根据电子箱的反馈数据调整云台旋转角度，保持目标锁定，进行自主着陆。
本发明中，降落信标平台上的紫外信标组成一定的信标阵列，发出紫外信标光源，机载上的日全盲紫外相机获取紫外图像，将紫外图像传送给电子箱，经电子箱图像解算模块的一系列处理，提取到旋翼机当前的位置姿态信息，一方面通过相机控制模块来控制日全盲紫外相机，根据计算结果，判断是否需要切换镜头，调整相机的成像情况，另一方面将解算出的结果反馈给云台控制系统以及旋翼机，旋翼机上的飞控计算机根据收到的反馈信号，引导旋翼机飞行角度和航线，云台控制系统也根据反馈数据调整云台旋转角度，保证紫外信标阵列能够被紫外相机捕捉到，信标阵列能够在图像中心呈现，并实现持续地跟踪和自动调整。此外，旋翼机上的第一测控系统将来自云台控制系统的控制信号发送至地面控制站的第二测控系统并在操控显示装置上显示旋翼机的飞行情况。机载引导设备受到地面控制站和旋翼机的双重控制，因此该系统还适用于无人机盲降控制。
作为优选，所述降落信标平台，包括紫外信标、信标平台以及信标供电系统；所述紫外信标和信标供电系统均安装在信标平台上，通过信标平台进行固定支撑，紫外信标由信标供电系统供电；所述紫外信标提供紫外光源信号。
作为优选，所述机载引导设备安装在旋翼机机身下方，包括日全盲紫外相机和电子箱、可见光成像单元、云台控制系统、云台控制执行机构、飞控输出接口以及云台；所述日全盲紫外相机和电子箱、云台控制系统、云台控制执行机构均安装在云台上；所述电子箱与日全盲紫外相机连接，进行数据交互；电子箱与云台控制系统连接，云台控制系统与所述测控系统、云台控制执行机构连接；电子箱与飞控输出接口的输入端连接，飞控输出接口的输出端与飞控计算机连接；所述电子箱与可见光成像单元连接。
作为优选，所述电子箱包括：相机控制模块、图像解算模块以及云台控制模块；所述图像解算模块与云台控制模块连接，图像解算模块与相机控制模块；所述图像解算模块与可见光成像单元连接，云台控制模块与云台控制系统连接。
作为优选，所述日全盲紫外相机包括：紫外光学系统、滤光器、增强型电荷耦合器以及信号读出电路；所述紫外光学系统、滤光器以及增强型电荷耦合器与信号读出电路依次相连，信号读出电路与所述图像解算模块连接，紫外光源进入紫外光学系统汇聚成像，通过滤光器后只保留下紫外日全盲波段的光线，经增强型电荷耦合器后由信号读出电路输送至所述图像解算模块；所述紫外光学系统和滤光器均与相机控制模块连接，进行数据交互。
作为优选，所述紫外光学系统包括：长焦镜头、短焦镜头、长短焦切换单元和光阑控制结构，光阑控制结构包括第一光阑和第二光阑，所述长焦镜头和短焦镜头与所述长短焦切换单元连接，第一光阑和第二光阑与所述相机控制模块连接，所述长短焦切换单元与滤光器、相机控制模块连接。
作为优选，所述操控显示装置包括液晶显示屏和触摸显示屏、功能按键单元、开关模块、操作手柄以及触摸板；所述操控显示装置采用上下层面板折叠结构，液晶显示屏设置在上层面板，触摸显示屏和功能按键单元、开关模块、操作手柄以及触摸板均集成在下层面板；所述下层面板还设有手柄收纳腔，操作手柄与下层面板之间为活动连接，操作手柄收纳在手柄收纳腔中。
作为优选，所述步骤3提取位置姿态信息R、T的初值的方法为：
根据投影模型，世界坐标(Xw，Yw，Zw)到像素坐标(u，v)的关系如下：
其中，s是一个比例系数，K是相机的内参矩阵，R＝[r1 r2 r3]为旋转矩阵，T＝[Tx，Ty，Tz]为平移矩阵；由于紫外信标位于XwOwYw平面，Zw＝0，故(1)式可简化为：
式(2)可进一步表示为：
其中是单应性矩阵；已知多组(Xw，Yw，Zw)与(u，v)的点对，则可以求解出单应性矩阵H；单应性矩阵H又可以表示为H＝[h1 h2 h3]＝sK[r1，r2，T]，已知参数K，从而分解得到R，T：
其中，由于旋转矩阵的各分量具有单位正交性，γ＝1/||K-1h1||＝1/||K-1h2||。
本发明的实质性效果：由于日盲区紫外信号在近地面仅因人为原因存在的唯一性，拥有较强的“透雾”能力，有效地防止海上日光等杂散光、恶劣的盐雾、霉菌腐蚀等环境等造成的影响。本发明有效地利用了日全盲区紫外光的特点，采用了独特的“田”字型降落平台紫外信标，通过高增益的紫外电子箱进行图像采集，图像处理算法以及定位导航算法，能够有效完成低能见度环境或者下无人直升机的着陆引导工作；电子箱算法精确，整体的重头影误差小，可实现准确的目标锁定；地面控制站和旋翼机上具备两套控制系统，同时适用于有人驾驶和无人驾驶的飞机的盲降操作。
附图说明
图1为本发明的一种系统结构图；
图2为本发明的一种电子箱与日全盲紫外相机的连接结构图；
图3为本发明的一种操控显示装置。
图中：100-旋翼机，11-第一测控系统，12-飞控计算机，200-机载引导设备，21-日全盲紫外相机，211-紫外光学系统，2111-第一光阑，2112-第二光阑，2113-长焦镜头，2114-短焦镜头，212-长短焦切换单元，213-滤光器，214-增强型电荷耦合器，215-信号读出电路，22-电子箱，221-云台控制模块，222-图像解算模块，223-相机控制模块，23-可见光成像单元，24-云台控制执行机构，25-云台控制系统，26-飞控输出接口，27-云台，300-降落信标平台，31-信标平台，32-紫外信标，33-信标供电系统，400-地面控制站，41-第二测控系统，42-操控显示装置，1-液晶显示屏，2-触摸显示屏，3-功能按键单元，4-开关模块，5-操作手柄，6-触摸板。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
一种基于旋翼机100的紫外自主盲降系统，包括地面控制站400、旋翼机100、机载引导设备200以及降落信标平台300，整个系统的控制结构如图1所示，地面控制站400包括操控显示装置42和第二测控系统41；所述操控显示装置42与第二测控系统41连接；所述旋翼机100内安装有飞控计算机12和第一测控系统11，第一测控系统11与所述第二测控系统41连接。所述降落信标平台300，包括紫外信标32、信标平台31以及信标供电系统33；所述紫外信标32和信标供电系统33均安装在信标平台31上，通过信标平台31进行固定支撑，紫外信标32由信标供电系统33供电；所述紫外信标32提供紫外光源信号。信标平台31由按照一定规则排列的横、纵梁标准铝合金型材组成，采用独特的“田”字型结构。
所述机载引导设备200安装在旋翼机100机身下方，包括日全盲紫外相机21和电子箱22、可见光成像单元23、云台控制执行机构24、云台控制系统25、飞控输出接口26以及云台27；所述日全盲紫外相机21和电子箱22、可见光成像单元23、云台控制执行机构24、云台控制系统25均安装在云台27上；所述电子箱22与日全盲紫外相机21连接，进行数据交互；电子箱22与云台控制系统25连接，云台控制系统25与所述第二测控系统41、云台控制执行机构24连接；电子箱22与飞控输出接口26的输入端连接，飞控输出接口26的输出端与飞控计算机12连接；所述电子箱22与可见光成像单元23连接。
所述电子箱22包括：相机控制模块223、图像解算模块222以及云台控制模块221；所述图像解算模块222与云台控制模块221连接，图像解算模块222与相机控制模块223；所述图像解算模块222与可见光成像单元23连接，云台控制模块221与云台控制系统25连接。
如图2所示，所述日全盲紫外相机21，包括：紫外光学系统211、长短焦切换单元212、滤光器213、增强型电荷耦合器214以及信号读出电路215。紫外光学系统211、滤光器213以及增强型电荷耦合器214与信号读出电路215依次相连，信号读出电路215与图像解算模块222连接，紫外信标发出的紫外光源进入紫外光学系统211汇聚成像，通过滤光器213后只保留下紫外日全盲波段的光线，经增强型电荷耦合器214后由信号读出电路215输送至所述图像解算模块222；所述紫外光学系统211和滤光器213均与相机控制模块223连接，进行数据交互。紫外光线进入紫外光学系统211汇聚成像，通过滤光器213后只保留下日全盲紫外波段的光线，最终进入增强型电荷耦合器214，转换成电子信号通过信号读出电路215输出至图像解算模块222。滤光器213选择多片吸收型紫外滤光器213方案，具有较高的日盲紫外透过性和非日盲波段的截止性。紫外光学系统211包括：长焦镜头2113、短焦镜头2114、长短焦切换单元212和光阑控制结构，光阑控制结构包括第一光阑2111和第二光阑2112，长焦镜头2113和短焦镜头2114与长短焦切换单元212连接，第一光阑2111和第二光阑2112与相机控制模块223连接，长短焦切换单元与相机控制模块连接。长焦镜头2113用于对远距离目标进行成像，配合第一光阑2111对进光量进行调整，可确保镜头由远至近的过程中获得较清晰的图像。在旋翼机100逐渐靠近紫外信标32的过程，长焦镜头2113所成图像逐渐增大，直至无法完全获取图像，此时切换至短焦镜头2114。短焦镜头2114配合第二光阑2112实现末段的成像。长短焦切换单元212，用于切换长短焦镜头2114。增强型电荷耦合器214在现有基础上进行改进，通过耦合高速CCD、高速读出电路和数字信号输出方式(GigE Vision接口)，减少成像到输出的时长。
如图3所示，所述操控显示装置42包括液晶显示屏1和触摸显示屏2、功能按键单元3、开关模块4、操作手柄5以及触摸板6；所述操控显示装置42采用上下层面板折叠结构，液晶显示屏1设置在上层面板，用于显示光电吊舱的姿态信息和图像信息；触摸显示屏2和功能按键单元3、开关模块4、操作手柄5以及触摸板6均集成在下层面板；下层面板还设有手柄收纳腔，操作手柄5与下层面板之间为活动连接，操作手柄5可以收纳在手柄收纳腔中。触摸屏为操控显示软件人机交互界面，可通过触摸点击实现操控命令和数据的输入。功能按键单元3配备的多个功能按键、可收放操控手柄以及触摸板6，实现了多种形式的操控与输入，操作简便，携带方便。
一种基于旋翼机的紫外自主盲降方法，适用于一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，包括：
步骤1：将紫外信标32安装在信标平台31上，通过机载引导设备200搭载的日全盲紫外相机21获取敏感紫外信标32光源；
紫外信标32按照预先设计的信标方案安装在信标平台31上，信标平台31使用可拆卸框架形式，便于现场进行组装。
步骤2：敏感紫外信标32光源进入紫外光学系统211汇聚成像，经过滤光器213只保留下日全盲波段的光线，形成日全盲区紫外区单元成像传送至电子箱22；
步骤3：电子箱22对日全盲区紫外区单元成像进行处理，得到信标点的清晰图像，将处理后的图像和可见光成像单元成像进行融合叠加，根据当前信标点的位置，建立单应性矩阵H，提取位置姿态信息R、T的初值，其中R包含旋翼机100相对于信标点的滚转角偏航角、俯仰角，T包含旋翼机100到信标点的直线距离；并进行空间坐标转换；
所述步骤3提取位置姿态信息R、T的初值的方法为：
根据投影模型，世界坐标(Xw，Yw，Zw)到像素坐标(u，v)的关系如下：
其中，s是一个比例系数，K是日全盲紫外相机的内参矩阵，R＝[r1 r2 r3]为旋转矩阵，T＝[Tx，Ty，Tz]为平移矩阵；由于紫外信标32位于XwOwYw平面，Zw＝0，故(1)式可简化为：
式(2)可进一步表示为：
其中是单应性矩阵；已知多组(Xw，Yw，Zw)与(u，v)的点对，则可以求解出单应性矩阵H；单应性矩阵H又可以表示为H＝[h1 h2 h3]＝sK[r1，r2，T]，已知参数K，从而分解得到R，T：
其中，由于旋转矩阵的各分量具有单位正交性，γ＝1/||K-1h1||＝1/||K-1h2||；
步骤4：根据重投影误差构造非线性优化目标函数，对R、T进行优化；并将优化后的R、T转化为三维位置和航向角，输出计算结果；
步骤5：将输出的结果反馈到飞控计算机12和第一测控系统11；第一测控系统11将采集到的视频信号通过测控发送到地面控制站400的第二测控系统41；
步骤6：地面控制站400和飞控计算机12根据接收到的电子箱22的反馈数据引导旋翼机100的飞行，云台控制执行机构24根据电子箱22的反馈数据调整云台27旋转角度，保持目标锁定，进行自主着陆。
以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。
Claims (10)
1.一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，包括地面控制站、旋翼机、机载引导设备以及降落信标平台；所述地面控制站包括操控显示装置和第二测控系统；所述操控显示装置与第二测控系统连接；所述旋翼机内安装有飞控计算机和第一测控系统，第一测控系统与所述第二测控系统连接；机载引导设备接收降落信标平台发出的信标信号，并进行处理，将处理得到的信息传输至旋翼机的飞控计算机和第一测控系统，第一测控系统再将处理后的控制信号传输至第二测控系统并在操控显示装置进行显示，操作人员通过操控显示装置，发出控制指令经第二测控系统回传至第一测控系统，调整机载引导设备的角度。
2.根据权利要求1所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，所述降落信标平台，包括紫外信标、信标平台以及信标供电系统；所述紫外信标和信标供电系统均安装在信标平台上，通过信标安装平台进行固定支撑，紫外信标由信标供电系统供电；所述紫外信标提供紫外光源信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，所述机载引导设备包括日全盲紫外相机和电子箱、可见光成像单元、云台控制系统、云台控制执行机构、飞控输出接口以及云台；所述日全盲紫外相机和电子箱、可见光成像单元、云台控制系统、云台控制执行机构均安装在云台上；所述电子箱与日全盲紫外相机连接，进行数据交互；电子箱与云台控制系统连接，云台控制系统与所述测控系统、云台控制执行机构连接；电子箱与飞控输出接口的输入端连接，飞控输出接口的输出端与飞控计算机连接；所述电子箱与可见光成像单元连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，所述机载引导设备安装在旋翼机机身下方。
5.根据权利要求3所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，所述电子箱包括：相机控制模块、图像解算模块以及云台控制模块；所述图像解算模块与云台控制模块连接，图像解算模块与相机控制模块；所述图像解算模块与可见光成像单元连接，云台控制模块与云台控制系统连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，所述日全盲紫外相机包括：紫外光学系统、滤光器、增强型电荷耦合器以及信号读出电路；所述紫外光学系统、滤光器以及增强型电荷耦合器与信号读出电路依次相连，信号读出电路与所述图像解算模块连接，紫外光源进入紫外光学系统汇聚成像，通过滤光器后只保留下紫外日全盲波段的光线，经增强型电荷耦合器后由信号读出电路输送至所述图像解算模块；所述紫外光学系统和滤光器均与相机控制模块连接，进行数据交互。
7.根据权利要求6所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，所述紫外光学系统包括：长焦镜头、短焦镜头、长短焦切换单元和光阑控制结构，光阑控制结构包括第一光阑和第二光阑，所述长焦镜头和短焦镜头与所述长短焦切换单元连接，第一光阑和第二光阑与所述相机控制模块连接，所述长短焦切换单元与滤光器、相机控制模块连接。
8.根据权利要求6所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，所述操控显示装置包括液晶显示屏和触摸显示屏、功能按键单元、开关模块、操作手柄以及触摸板；
所述操控显示装置采用上下层面板折叠结构，液晶显示屏设置在上层面板，触摸显示屏和功能按键单元、开关模块、操作手柄以及触摸板均集成在下层面板；所述下层面板还设有手柄收纳腔，操作手柄与下层面板之间为活动连接，操作手柄收纳在手柄收纳腔中。
9.一种基于旋翼机的紫外自主盲降方法，适用于权利要求1所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统，其特征在于，包括：
步骤1：将紫外信标安装在信标安装平台上，通过机载引导设备搭载的日全盲紫外相机获取敏感紫外信标光源；
步骤2：敏感紫外信标光源进入紫外光学系统汇聚成像，经过滤光器只保留下日全盲波段的光线，形成日全盲紫外单元成像传送至电子箱；
步骤3：电子箱对日全盲区紫外区单元成像进行处理，得到信标点的清晰图像，将处理后的图像和可见光成像单元成像进行融合叠加，根据当前信标点的位置，建立单应性矩阵H，提取位置姿态信息R、T的初值，其中R包含旋翼机相对于信标点的滚转角偏航角、俯仰角，T包含旋翼机到信标点的直线距离；并进行空间坐标转换；
步骤4：根据重投影误差构造非线性优化目标函数，对R、T进行优化；并将优化后的R、T转化为三维位置和航向角，输出计算结果；
步骤5：将输出的结果反馈到飞控计算机和第一测控系统；第一测控系统将采集到的视频信号通过测控发送到地面控制站的第二测控系统；
步骤6：地面控制站和飞控计算机根据接收到的电子箱的反馈数据引导旋翼机的飞行，云台控制执行机构根据电子箱的反馈数据调整云台旋转角度，保持目标锁定，进行自主着陆。
10.根据权利要求9所述的一种基于旋翼机的紫外自主盲降方法，其特征在于，所述步骤3提取位置姿态信息R、T的初值的方法为：
根据投影模型，世界坐标(Xw，Yw，Zw)到像素坐标(u，v)的关系如下：
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其中，s是一个比例系数，K是相机的内参矩阵，R＝[r1r2r3]为旋转矩阵，T＝[Tx，Ty，Tz]为平移矩阵；由于紫外信标位于XwOwYw平面，Zw＝0，故(1)式可简化为：
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</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式(2)可进一步表示为：
<mrow>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mi>u</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>v</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>=</mo>
<mi>H</mi>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>X</mi>
<mi>w</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>Y</mi>
<mi>w</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>11</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>12</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>21</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>22</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>31</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>32</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>33</mn>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>X</mi>
<mi>w</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>Y</mi>
<mi>w</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中是单应性矩阵；已知多组(Xw，Yw，Zw)与(u，v)的点对，则可以求解出单应性矩阵H；单应性矩阵H又可以表示为H＝[h1 h2 h3]＝sK[r1，r2，T]，已知参数K，从而分解得到R，T：
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msup>
<mi>&gamma;K</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msup>
<mi>&gamma;K</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>T</mi>
<mo>=</mo>
<msup>
<mi>&gamma;K</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>4</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，由于旋转矩阵的各分量具有单位正交性，γ＝1/||K-1h1||＝1/||K-1h2||。
Priority Applications (1)
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ID=61127562
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| CN201710580654.XA Pending CN107656539A (zh) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | 一种基于旋翼机的紫外自主盲降系统和方法 |
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- 2017-07-17 CN CN201710580654.XA patent/CN107656539A/zh active Pending
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