[发明专利]基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计方法及装置

权利要求书

1.一种基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计方法，所述飞行器上设置有对称的标签，在初始时飞行器位于初始相机的视场范围内，其特征在于，所述基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计方法，包括：

对场景内的所有深度相机进行标定，得到所有深度相机的内参、及各个深度相机相对于初始相机的转换矩阵；

采用初始相机的视频图像作为输入，进行标签识别，根据标签在图像坐标系中的位置确定飞行器与初始相机的相对位置关系；

以所有深度相机的视频图像作为输入，进行跨视场相机选取，将选取的深度相机的视频图像作为当前输入帧；

对当前输入帧进行特征点提取，计算当前相机姿态；

将当前相机姿态转换为初始相机姿态；

根据飞行器与初始相机的相对位置关系，将相机姿态转化为飞行器姿态。

2.如权利要求1所述的基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计方法，其特征在于，所述以所有深度相机的视频图像作为输入，进行跨视场相机选取，包括：

对于所有深度相机集合N中的深度相机n，相应的有RGB图像f_iⁿ和深度图前溯M帧，计算每帧时，各个深度相机的帧得分，帧得分表达为：

其中，

p(x,y)是深度图在(x,y)位置满足深度阈值H的深度得分，表示深度图在(x,y)位置的深度值，h和w分别是当前帧的高和宽；

将每帧最大帧得分对应的深度相机，放入一个集合

根据最大帧得分从深度相机集合N中进行选择最佳输入相机n_i：

其中ψ(n)是一个比例计算函数，代表着深度相机n在集合中所占的比例。

3.如权利要求1所述的基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计方法，其特征在于，所述将当前相机姿态转换为初始相机姿态，包括：

所述将当前相机姿态转换为初始相机姿态，根据如下公式进行转换：

{R,t)＝T_ctc{R′,t′}

其中，T_ctc为切换前深度相机到切换后深度相机的变换矩阵，{R,t}为初始相机姿态，{R′,t′}为当前相机姿态。

4.如权利要求1所述的基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计方法，其特征在于，所述根据飞行器与初始相机的相对位置关系，将相机姿态转化为飞行器姿态，转换公式如下：

T_p＝T_c×T-t_c

其中，T为飞行器与初始相机的相对位置关系，T_c为前一步骤计算的到的相机姿态，T_p为飞行器姿态，t_c为飞行器中心位置。

5.一种基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计装置，所述飞行器上设置有对称的标签，在初始时飞行器位于初始相机的视场范围内，其特征在于，所述基于局部特征的飞行器姿态跨视场估计装置，包括：

标定模块，用于对场景内的所有深度相机进行标定，得到所有深度相机的内参、及各个深度相机相对于初始相机的转换矩阵；

标签识别模块，用于采用初始相机的视频图像作为输入，进行标签识别，根据标签在图像坐标系中的位置确定飞行器与初始相机的相对位置关系；

相机选取模块，用于以所有深度相机的视频图像作为输入，进行跨视场相机选取，将选取的深度相机的视频图像作为当前输入帧；

特征提取模块，用于对当前输入帧进行特征点提取，计算当前相机姿态；

姿态转换模块，用于将当前相机姿态转换为初始相机姿态，根据飞行器与初始相机的相对位置关系，将相机姿态转化为飞行器姿态。