一种空中加油锥套目标的视觉跟踪与位置测量方法

摘要

本发明公开了一种空中加油锥套目标的视觉跟踪与位置测量方法，该方法包括以下步骤：对摄像机进行标定；在受油机机舱内固定摄像机；以摄像机采集前方加油机拖拽的锥套目标；确定锥套位于图像中的候选区域，对候选区域进行筛选确定锥套在图像中位置，并通过视觉测量方法测量出锥套目标的实际位置；通过基于锥套形状的粒子滤波方法实现目标锥套在图像序列中的跟踪及锥套黑心的分割，并通过视觉测量方法测量出锥套目标的实际位置；通过检测和跟踪转换策略实现锥套目标的检测和跟踪的切换。本发明能够有效地进行锥套目标位置检测和跟踪，耗时短，鲁棒性强，同时最大限度地减少对现有锥套的改动。

主权项

一种空中加油锥套目标的视觉跟踪与位置测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1：对摄像机进行标定，求取所述摄像机用于视觉测量的参数；步骤S2：将所述摄像机放置在受油机的机舱内，其中，所述摄像机的位置固定；步骤S3：使用所述摄像机采集前方加油机拖拽的锥套的图像；步骤S4：对当前采集的图像通过多阈值分割得到分割图像，对所述分割图像的轮廓进行筛选确定所述锥套位于图像中的候选区域；步骤S5：通过对候选区域内的轮廓进行圆的最小二乘拟合，获得拟合的圆心；步骤S6：在每个候选区域内，以所述步骤S5获得的圆心为起点由内向外扫描，获得多个边缘点；步骤S7：对每个候选区域内获得的边缘点通过矢量角去除坏点，随机选取边缘点拟合得到圆的方程，并计算当前拟合出的圆的权重，选取权重的最大值为该候选区域的权重，对应的圆作为候选区域拟合出的圆；步骤S8：若所述步骤S7中计算得到的所有候选区域的最大权重小于指定阈值，则循环检测返回所述步骤S3采集所述锥套的下一帧图像，继续步骤S4‑S8，若所有候选区域的最大权重大于等于所述指定阈值，则锥套在图像中的位置为具有最大权重的候选区域拟合出的圆的圆心位置，锥套黑心在图像中的半径大小为具有最大权重的候选区域拟合出的圆的半径，并据此计算锥套在空间中的实际位置；步骤S9：使用所述摄像机采集前方加油机拖拽的锥套的下一帧图像；步骤S10：通过基于锥套形状的粒子滤波方法实现锥套在采集得到的图像序列中的跟踪及锥套黑心的分割，并计算锥套在空间中的实际位置；步骤S11：计算当前帧图像中锥套状态的权重，若权重大于等于指定阈值，则循环跟踪测量返回所述步骤S9，若权重小于指定阈值，则循环检测、跟踪及测量返回所述步骤S3。