[发明专利]基于机器视觉的空中加油方法

说明书

本申请提供了一种基于机器视觉的空中加油方法，包括：获取加油锥套的第一图像；对第一图像进行处理，得到第二图像；对第二图像进行边缘检测和形状识别；根据边缘检测的结果和形状识别的结果，计算加油锥套的位置坐标；根据位置坐标跟踪并锁定加油锥套的运动状态；根据运动状态，对飞机进行空中加油。

技术领域

本申请涉及航空技术领域，具体提供一种基于机器视觉的空中加油方法。

背景技术

软管式空中自主受油是飞机飞行驾驶中几个最难的科目之一，需要受油机的受油管与加油机的加油锥套精确对接才能实现加油，在目前的加油过程都是靠飞行员的眼睛估计和驾驶经验预测来完成操作对接，由于受到扰动气流的影响和飞行员的视角限制等因素制约影响，一直以来空中加油都是一项成功率不高且操作危险度很高的任务。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种基于机器视觉的空中加油方法，包括：获取加油锥套的第一图像，其中，所述加油锥套包括双环结构；对所述第一图像进行处理，得到第二图像；对所述第二图像进行边缘检测和形状识别；根据所述边缘检测的结果和所述形状识别的结果，计算所述加油锥套的位置坐标；根据所述位置坐标跟踪并锁定所述加油锥套的运动状态；根据所述运动状态，对飞机进行空中加油。

根据本申请的至少一个实施例，所述第一图像的色彩模式为RGB模式；所述对所述第一图像进行处理，得到第二图像，包括：将所述第一图像由RGB色彩空间转换为HSV色彩空间；采用最佳H阈值、最佳S阈值和最佳V阈值，对所述第一图像进行滤波；滤波后的图像为所述第二图像。

根据本申请的至少一个实施例，所述最佳H阈值为80，所述最佳S阈值为80，所述最佳V阈值为50。

根据本申请的至少一个实施例，所述将所述第一图像由RGB色彩空间转换为HSV色彩空间，采用如下公式：

V＝max(R,G,B)

H＝H+360(H＜0)。

根据本申请的至少一个实施例，所述对所述第二图像进行边缘检测和形状识别，包括：通过Canny边缘检测算法来对所述第二图像进行边缘检测和形状识别。

根据本申请的至少一个实施例，所述根据所述边缘检测的结果和所述形状识别的结果，计算所述加油锥套的位置坐标，包括：通过对所述加油锥套的双环特征区域的边缘进行最小二乘椭圆拟合，得到的内、外椭圆长轴之比；若所述内、外椭圆长轴之比在设定范围内，则检测到的双环为所述加油锥套的双环特征区域；若所述内、外椭圆长轴之比不在所述设定范围内，则检测到的双环不是所述加油锥套的双环特征区域。

根据本申请的至少一个实施例，所述通过对所述加油锥套的双环特征区域的边缘进行最小二乘椭圆拟合，按下式来进行计算：

其中，

(x₀,y₀)表示椭圆的重心坐标，a表示长轴半径，b表示短轴半径，θ表示长轴与x轴的夹角。

根据本申请的至少一个实施例，所述根据所述位置坐标跟踪并锁定所述加油锥套的运动状态，包括：判断所述第二图像是否存在遮挡；若不存在遮挡，则跟踪并锁定所述加油锥套的运动状态。

根据本申请的至少一个实施例，所述根据所述位置坐标跟踪并锁定所述加油锥套的运动状态，还包括：若存在遮挡，则预测所述加油锥套的最优位置。