着陆过程中机载相机姿态估计的球面投影方法

摘要

针对飞行器进近着陆中的自主导航问题，提出了一类基于机场跑边缘信息姿态估计球面投影方法。首先，离线获取不同姿态及高度下机场航拍图像，对图像进行边缘检测，将边缘点投影到球面上，利用球面的几何性质检测机场跑道的边缘；然后，利用球心和大圆所在平面的法向量计算得到球面上两大圆的交点位置及大圆间的夹角；随后，建立大圆交点球面位置和飞行器姿态的对应关系，建立大圆夹角和飞行器高度的对应关系。在线获取机场航拍图像，计算得到机场跑道边缘球面投影的夹角及交点位置，利用对应关系得到飞行器的姿态角及高度。三维仿真环境验证了所提方法的有效性。提出的方法能够实时获得飞行器下降过程中的高度和姿态角的信息。