[发明专利]一种基于地平线与偏振光的载体三维姿态获取方法

摘要

本发明公开了一种基于地平线与偏振光的载体三维姿态获取方法。首先，利用载体的前视摄像头检测出地平线，根据地平线在图像中的位置以及相机参数可以推算出载体的横滚角和俯仰角；其次，根据偏振相机得到天空偏振信息图像，从偏振度图像中利用椭圆拟合方法提取出偏振中性点，根据偏振中性点在相机坐标系和地理坐标系的转换关系建立载体三维姿态方程；最后将由地平线导航得到的横滚角和俯仰角带入载体三维姿态方程，解算出载体航向角，从而得到载体的三维姿态。本发明方法具有全自主、无源性等优点。

主权项

1.一种基于地平线与偏振光的载体三维姿态获取方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤(1)利用载体前视摄像机获取地平线信息，并计算出地平线在图像坐标系下的直线方程L，利用直线方程L、载体距地面高度H及相机参数估计出载体横滚角γ和俯仰角θ；步骤(2)利用载体上视偏振相机获取天空偏振图像，计算出天空偏振度信息p和偏振方位角信息并提取出偏振中性点；步骤(3)通过相机标定计算出偏振中性点在相机坐标系下的方向向量用表示偏振中性点在地理坐标系下的方向向量，然后通过相机坐标系与机体坐标系的转换矩阵和机体坐标系和地理坐标系之间的转换关系建立基于偏振中性点的载体三维姿态方程步骤(4)将由地平线导航估计出的横滚角γ和俯仰角θ带入基于偏振中性点的载体三维姿态方程，解出载体航向角ψ，得到载体三维姿态信息。