基于雙目視覺的自動空中加油近距導航方法

解洪文 王宏倫

(北京航空航天大學 無人駕駛飛行器設計研究所,北京 100191)

基于雙目視覺的自動空中加油近距導航方法

解洪文 王宏倫

(北京航空航天大學 無人駕駛飛行器設計研究所,北京 100191)

為解決插頭錐管式自動空中加油中的近距精確導航問題,提出了一種基于雙目視覺的近距導航方法.該方法使用受油機上的兩個攝像機拍攝加油錐管端面上光學標記的圖像,采用輪廓跟蹤法檢測圖像中的光斑區域,并將其灰度重心作為光學標記的像點,根據對極幾何約束完成像點的匹配,利用空間圓形擬合法計算加油錐管的位置和姿態.建立了空中加油的三維虛擬場景對該導航方法進行仿真驗證,仿真結果表明,該方法在近距離加油對接時具有很高的位置和姿態測量精度,可以滿足自動空中加油的需要.

自動空中加油;視覺導航;雙目視覺

自動空中加油技術是未來空中加油技術的發展趨勢.我國采用的空中加油方式為插頭錐管式(又稱軟管方式),該方式主要依靠受油機的操縱來完成加油,在近距離加油對接時(一般在 100m以內),必須精確測量加油錐管相對于受油機的位置,通常要求相對位置的測量精度達到 10 cm級[1].傳統的 GPS(Global Positioning System)和慣性導航方法以及二者的組合,一般用于較遠距離的導航中.在近距離加油對接階段,由于 GPS信號易受干擾、慣性導航存在漂移等問題,很難達到足夠的位置測量精度.而視覺系統廣泛用于近距離的高精……