[发明专利]一种基于可见光视觉通信的无人机协同SLAM的方法

摘要

本发明提供了一种基于可见光视觉通信的无人机协同SLAM的方法，通过辅助无人机上的CMOS摄像头收集主无人机上高频闪烁的LED信号光源，并将光信号转换为数字信号，消除高频闪烁摄像过程中像素电子饱和溢出可能造成的暗条纹和亮条纹区分不清楚的缺陷，确保实现主无人机与辅助无人机之间的信息协同，实现了照明和通信同时进行，提高了主无人机与辅助无人机之间的通信速率和反应速率快，从而增强了主无人机与辅助无人机之间的协同效果；而且可见光的视距通信模式可以保证了信息的保密性，不会被监测得到，亦不会产生电磁干扰，适合用于保密或者电磁敏感场合的应用。

主权项

1.一种基于可见光视觉通信的无人机协同SLAM的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、主无人机携带的LED信号源通过高频的闪烁传输协同信息；/n步骤2、辅助无人机经过CMOS摄像头捕捉LED发出的光信号，并在图像传感器上得到带有条纹的LED图像；/n步骤3、图像传感器将获得的LED条纹图像进行0～255阶的灰度值转换，设定每一行像素单元为(x_i，y_i)，其中，x_i为该行第i个像素，y_i为对应像素的灰度值，通过计算机采用二阶多项式拟合获得每一行像素单元的二阶多项式拟合曲线f(x_i)，通过设置阈值获取二阶多项式拟合曲线与灰度值曲线间的截取区域，进而获得一组灰度值y_i，将获得的灰度值y_i，按升序排列好，并选择最高值20％时的值，当检测的为暗条纹时，所选取的灰度值将会接近于0；当检测的为亮条纹时，所选取的灰度值会远大于0，由此根据灰度值的大小精确区分暗条纹和亮条纹；/n步骤4、利用二阶多项式拟合的方法对灰度图像进行暗条纹和亮条纹分区优化，并利用索贝尔滤波器进一步增强明暗条纹间的消光比；/n步骤5、利用三阶多项式拟合的方法将经过步骤4处理后的灰度图像重新拟合形成三次拟合曲线，并设置一个判断阈值，大于三次拟合曲线的部分判别为数字信号1，否则为0，通过CMOS图像传感器逐行扫描经过三阶多项式拟合处理后的LED图像，从而将光信号转换为数字信号，实现光协同信息的还原，完成无人机之间的通信；/n步骤6、主无人机利用惯性导航单元获取自身的姿态角和加速度信息，并计算在地球坐标下自身的位置；/n步骤7、辅助无人机通过接收到的步骤5中的数字信号获得主无人机的位置变化，计算出主无人机的位置变化量，并对主无人机的位置进行校正。/n