题名 迭代最小二乘椭圆拟合的锥套图像检测与跟踪
被引量：14
1
作者
黄斌 孙永荣 杨博文 王潇潇 刘晓俊
机构
南京航空航天大学自动化学院导航研究中心
出处
《中国图象图形学报》
CSCD
北大核心
2014年第8期1202-1209,共8页
基金
国家自然科学基金项目(61174197) 航空科学基金项目(2012ZC52045)
文摘
目的针对自主空中加油过程中锥套图像目标识别与定位问题,以锥套内部加油口作为匹配特征,提出一种基于圆形特征的锥套检测与跟踪方法。方法锥套跟踪采用行列扫描法获取锥套内部边缘,并通过迭代最小二乘拟合确定精确的椭圆形状参数,而锥套检测采用多方位最近点区域搜索法提取锥套所在的所有可能图像区域,并采用锥套跟踪进行精匹配和最终决策。结果实验结果表明,该方法下锥套精确定位的成功率高达94.71%,锥套检测耗时小于500 ms,锥套跟踪的最大耗时为21.59 ms,平均耗时4.18 ms。结论本文方法无须在锥套上额外安装光学标记,且能够实时、精确地确定锥套所在的图像位置和大小。
关键词
自主空中加油 锥 套 跟踪 锥 套 检测图像定位 最小二乘拟合
Keywords
autonomous aerial refueling drogue tracking drogue detecting image positioning least-squares fitting method
分类号
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 基于视觉的自主空中加油锥套检测与跟踪
被引量：5
2
作者
秦勇 王宏伦 苏子康 姚鹏
机构
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
出处
《战术导弹技术》
北大核心
2016年第6期87-93,共7页
基金
国家自然科学基金(61473012 61175084) 长江学者和创新团队发展计划(IRT 13004)
文摘
加油锥套检测与跟踪是无人机自主空中加油得以实现的前提,提出一种锥套检测算法,通过添加人工标记,结合颜色通道相减的方法对锥套标记进行提取,利用最大类间方差法进行阈值分割,结合中值滤波、形态学操作完成锥套检测。对原始图像进行噪声、对比度、亮度干扰,验证检测算法的鲁棒性。在该检测算法的基础上,结合上一帧锥套的图像尺寸和锥套运动速度确定锥套的ROI(region of interest)区域,提出一种锥套跟踪算法,在ROI区域内完成对锥套的检测和定位。仿真实验结果表明,引入跟踪后,帧处理速度大大提高,能很好的满足实时性需求。
关键词
无人机 空中加油 锥 套 检测锥 套 跟踪 ROI
Keywords
UAV aerial refueling drogue detection drogue tracking ROI
分类号
V249
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 基于视觉的自主空中加油锥套跟踪与定位
被引量：3
3
作者
钟珍伟 秦勇 王宏伦 苏子康 姚鹏 李娜
机构
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
出处
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2019年第8期71-77,共7页
基金
国家自然科学基金(61673042,61473012) 长江学者和创新团队发展计划(IRT13004)
文摘
主要针对国内软式空中加油,设计了一套基于机器视觉技术的自主空中加油锥套跟踪与定位系统。首先,对加油机系统建模,利用有限元分析进行加油软管锥套建模,为锥套运动提供基准数据;然后,利用最小椭圆定位完成锥套二维图像定位,结合LHM算法完成三维定位;接下来,考虑到锥套定位稳定性较差以及输出频率较低的问题,引入EKF提高系统鲁棒性并设置ROI区域减少图像处理时间;最后仿真结果表明,在不同紊流条件下,基于EKF的视觉测量系统可提高系统鲁棒性并使输出频率大大提升。
关键词
空中加油 软管锥 套 锥 套 跟踪 锥 套 定位
Keywords
aerial refueling hose drogue drogue tracking drogue locating
分类号
V249
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 MS-KF融合算法用于锥套跟踪
被引量：4
4
作者
王旭峰 董新民 孔星炜 支健辉 王龙
机构
空军工程大学航空航天工程学院 [
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期951-956,共6页
基金
航空科学基金(2008ZC01006 20110896009)
文摘
针对无人机自主空中加油过程中锥套跟踪,提出一种均值漂移-卡尔曼滤波(mean shiftKalman filter,MS-KF)融合算法。分析了基于均值漂移算法的锥套目标模型、相似性度量、锥套目标定位的锥套定位原理;引入卡尔曼滤波器对锥套运动状态进行预测,将锥套运动信息融合到均值漂移算法中,以保证锥套跟踪算法的稳定性和鲁棒性;给出了MS-KF融合算法用于锥套识别跟踪的流程;搭建了锥套跟踪半物理实验验证系统,分别进行MS-KF融合算法用于锥套跟踪的半物理实验验证及数值仿真分析。实验结果表明:MS-KF融合算法可以对锥套精确定位跟踪,无人机3个轴向的跟踪误差保持在0.3m的范围内,保证了无人机自主空中加油的顺利进行。
关键词
计算机视觉 锥 套 跟踪 MS—KF融合算法 半物理实验 数值仿真
Keywords
computer vision drogue tracking MS-KF fusion algorithm semi-physical experi- ment numerical simulation
分类号
TN206
[电子电信—物理电子学]
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
题名 基于TLD算法的加油锥套跟踪
被引量：1
5
作者
高宇 孔星炜 董新民 王海涛 王健
机构
空军工程大学航空航天工程学院
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期385-391,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(61473307) 空军工程大学优秀博士论文扶持基金(KGD081114006)
文摘
针对自主空中加油对接阶段锥套跟踪问题,提出了一种基于tracking-learning-detection(TLD)的锥套跟踪算法。该算法将加油锥套的跟踪任务分解成跟踪、学习、检测3个部分。跟踪模块在LK光流法的基础上添加跟踪失败自检测,筛选出好的跟踪点,跟踪加油锥套;检测模块构建级联分类器,对滑动窗遍历得到的图像块进行分类并返回含有目标的图像块,融合跟踪模块的跟踪框,给出最终跟踪结果;学习模块引入P-N约束修正错误样本并学习更新检测模块。利用Creator/Vega Prime软件对空中加油进行视景仿真,在视景仿真视频上测试锥套跟踪算法。结果表明:TLD算法跟踪加油锥套成功率达95.5%,处理每帧平均耗时31.4ms,能够满足加油锥套跟踪鲁棒性、准确率、实时性的要求。
关键词
自主空中加油 锥 套 跟踪 TLD算法 视景仿真
Keywords
autonomous aerial refueling drogue tracking TLD algorithm scene simulation
分类号
TN29
[电子电信—物理电子学]
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 基于Kalman预测的空中加油锥套跟踪方法
被引量：2
6
作者
周晓达 孙旭东 邴洋海 杨博文
机构
中航工业沈阳飞机设计研究所 中国人民解放军驻沈阳飞机工业(集团)有限公司军事代表室 南京航空航天大学自动化学院
出处
《数据采集与处理》
CSCD
北大核心
2014年第6期1041-1045,共5页
文摘
利用加油锥套的位置和尺寸信息建立Kalman滤波方程,结合加油对接过程中锥套的运动特点设置模型参数,并引入目标遮挡系数实现参数的自适应调整,对锥套的运动进行状态估计,再通过改进的霍夫梯度法采集观测值对估计值进行修正。实验结果表明,本文研究的算法在工作范围内能够实现对锥套的稳定跟踪,特别是当锥套发生部分遮挡时具有较好的持续跟踪能力,对背景变化具有较好的适应性。
关键词
KALMAN预测 运动锥 套 跟踪 自适应调整 状态估计 软式空中加油
Keywords
Kalman prediction moving drogue tracking adaptive adjustment state estimation soft aerial refueling
分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
题名 机器视觉辅助的插头锥套式无人机自主空中加油仿真
被引量：7
7
作者
王旭峰 董新民 孔星炜
机构
空军工程大学航空航天工程学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2013年第18期5245-5250,共6页
文摘
为准确获取无人机自主空中加油对接阶段受油插头与加油锥套的相对位姿信息,提出一种机器视觉辅助的插头锥套式无人机自主空中加油方案。研究了机器视觉识别跟踪加油锥套的算法,利用卡尔曼滤波算法估计无人机与加油锥套的相对位姿。实验结果表明:机器视觉图像处理算法可精确识别跟踪加油锥套,滤波器估计的相对位姿误差收敛速度较快,满足插头锥套式无人机自主空中加油的需要。
关键词
无人机 自主空中加油 机器视觉 锥 套 识别跟踪 相对位姿估计
Keywords
unmanned aerial vehicle autonomous aerial refueling machine vision drogue recognition and tracking relative pose estimation
分类号
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
