[发明专利]一种基于飞行器旋翼光源检测的相对测距测姿方法

权利要求书

1.一种基于飞行器旋翼光源检测的相对测距测姿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在飞行器A的一个或多个旋翼上安装可发光光源，由此确定飞行过程中光源的可视范围；对飞行器A在飞行条件下光源相对于旋翼旋转轴的距离L进行精确测量和标定；

(2)在其它飞行器或设备上安装视觉摄像头，设置相机的曝光时间不低于飞行器A旋翼在最小转速下旋转一周的周期，并通过标定获取视觉摄像头视野范围内不同角度不同长度物体的成像特征函数；在飞行器A飞行过程中，利用视觉摄像头对飞行器A旋翼光源在旋转条件下产生的椭圆或圆弧进行成像，在成像视场中检测椭圆中心所处位置[x,y,z]、长轴长度与相对视场的矢量短轴长度与相对视场的矢量其中，成像若为圆弧，则按照圆弧所对应的椭圆获取上述参数；

(3)以半径为L的圆作为视觉检测目标，依据视觉摄像头视野范围内不同角度不同长度物体的成像特征函数，根据成像中的长度、中心所处位置[x,y,z]，获得视觉摄像头与飞行器A光源旋转平面中心位置的相对距离、方位角和俯仰角；

(4)以半径为L的圆作为视觉检测目标，依据视觉摄像头视野范围内不同角度不同长度物体的成像特征函数，根据矢量在成像中的指向、矢量与矢量的比值，以及视觉摄像头与飞行器A的距离信息，获得视觉摄像头与飞行器A光源旋转平面的相对姿态；

(5)根据飞行器A光源旋转平面和机体结构的相对空间关系，以及其它飞行器或设备上安装的视觉摄像头与其结构的相对空间关系，基于视觉摄像头与飞行器A光源旋转平面中心位置的相对距离、方位角、俯仰角，以及视觉摄像头与飞行器A光源旋转平面的相对姿态，得到其它飞行器或设备与飞行器A机体结构的相对距离和相对姿态。

2.根据权利要求1所述的一种基于飞行器旋翼光源检测的相对测距测姿方法，其特征在于，步骤(4)的具体方式为：

(401)根据矢量在成像中的指向、矢量与矢量的比值，以及视觉摄像头与飞行器A的距离信息，获得飞行器A光源旋转平面与视觉摄像头视场三轴方向矢量夹角的两个解；

(402)当光源安装特征使得仅通过仰视或俯视光源旋转平面就能观测到光源时，排除相对姿态解中对应的俯视或仰视解，得到相对姿态；

(403)当光源安装特征使得光源旋转平面两侧均能观测到光源时，通过多个旋翼安装光源的特征，包括多个旋翼间的空间关系、各个旋翼上安装光源位置和数量的不同、光源颜色的不同，对视觉摄像头成像中多个旋翼的空间逻辑关系进行检测，并排除不符合多旋翼空间逻辑关系的解，得到相对姿态。