基于天际线识别的无人机实时姿态角估计

以无人机天际线识别为背景,提出了一种准确、实时的天际线识别算法,并由此估计姿态角。在结合实际情况的基础上,对天际线建立能量泛函模型,利用变分原理推出相应偏微分方程。在实际应用中出于对实时性的考虑,引入直线约束对该模型进行简化,然后利用由粗到精的思想识别天际线。首先,对图像预处理并垂直剖分,然后利用简化的水平直线模型对天际线进行粗识别,通过拟合获得天际线粗识别结果,最后在基于梯度和区域混合开曲线模型约束下精确识别天际线,并由此估计无人机滚动和俯仰姿态角。实验结果表明,该算法对天际线识别具有较好的鲁棒性、准确性和实时性。

CORDIC算法在天际线识别中的应用

天际线的自动识别对无人机飞行姿态校正具有重要的意义,而无人机的飞行姿态角直接影响到飞行视野中的天际线位置。文章基于飞行姿态角与天际线位置参数关系的理论基础,通过在FPGA中采用迭代旋转模型实现CORDIC算法并进行了全角度的仿真验证,使用该算法解算飞行姿态角的三角函数值,进而计算图像数据中的天际线位置参数,实现天际线位置识别。最后文章结合实际的航拍照片及相关数据,对该方法进行了验证。