[发明专利]一种无需外部导航信号的无人机喷药作业自动导航方法

摘要

本发明提供一种无需外部导航信号的无人机喷药作业自动导航方法，该方法通过一次性拍摄或者把分块拍摄的图像拼接起来获得目标作业区域的整体图像，将整体图像进行分割得到待作业区域，之后对得到的整体图像进行特征描述子提取，将整体图像进行网格化到一幅包含待作业区域与特征描述子的具体像素位置的导航地图，以导航地图为参考坐标系规划喷药作业无人机的航线，喷药作业无人机通过拍摄规划航线中的图像并提取其特征描述子与目标作业区域的特征描述子进行匹配实现定位功能，从而实现了在无外部导航信号环境下喷药无人机的自动导航问题。

主权项

一种无需外部导航信号的无人机喷药作业自动导航方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对目标作业区域进行图像拍摄获取该区域的完整图像，若无法一次性对该区域进行完整拍摄，就分块多次拍摄目标作业区域的图像并将分块拍摄的图像进行拼接得到目标作业区域的完整图像；S2：将得到的目标作业区域的完整图像进行特征描述子提取，并对提取出的特征描述子进行随机一致性检验来提高特征描述子的置信度；S3：将S1中得到的目标作业区域的完整图像进行分割，形成一个闭合的待作业区域；S4：将S1中得到的目标作业区域的完整图像网格化，得到一幅包含待作业区域以及特征描述子和目标作业区域中航线控制区的具体像素位置的导航地图；S5：以S4中的导航地图为参考坐标系并以S4中网格的边线作为依据来规划喷药作业无人机的航线，保证该规划航线以S形完全覆盖待作业区域；S6：喷药作业无人机从规划的航线原点起飞并拍摄途经规划航线的作业区域图像，对途经航线的作业区域的图像进行特征描述子提取，将提取的特征描述子与步骤S2中提取的特征描述子进行匹配从而确定喷药无人机当前所在位置；所述步骤S4中对目标作业区域的完整图像网格化的过程如下：以喷药作业无人机的作业半径在目标作业区域的完整图像中的像素半径为网格的边长来进行网格化，所述作业半径在目标作业区域的完整图像中的像素的半径的计算过程如下：rpixel＝C·r其中，rpixel是像素半径即网格的边长，R是喷药作业无人机的作业半径，H是喷药作业无人机的作业高度，f是喷药作业无人机拍摄设备的焦距，C为喷药作业无人机拍摄设备的感光器单位物理尺寸所含的像素点的个数，R、H、f、 C为已知量，r是感光芯片物理距离，为待求量。