基于雙目視覺的助航燈光光強(qiáng)檢測車導(dǎo)航與定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)場車輛導(dǎo)航與定位領(lǐng)域，特別是涉及一種基于雙目視覺的機(jī)場助航燈光強(qiáng)檢測車導(dǎo)航與定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)場跑道上的助航燈是確保飛機(jī)起飛、降落階段飛行安全的重要設(shè)施，能夠在夜間和能見度較差的天氣情況下，作為機(jī)場跑道和滑行道的重要引導(dǎo)標(biāo)志，為飛行員標(biāo)出起飛、降落和滑行的路線。助航燈的工作狀況、可靠性與飛機(jī)起落安全有著密切地關(guān)系，其性能會隨著周圍環(huán)境影響及自身壽命等因素出現(xiàn)問題，這樣就會對機(jī)場的安全運行造成影響，因此對助航燈光光強(qiáng)檢測十分重要。
[0003]助航燈光光強(qiáng)檢測車是實現(xiàn)助航燈自動巡檢的有效方式，檢測車通過前方安裝的光強(qiáng)傳感器帶探測助航燈光光強(qiáng)，然而由于駕駛員原因，檢測車在行駛過程中可能會發(fā)生偏離助航燈中心的情況，根據(jù)光強(qiáng)測量原理，照度傳感器水平掃描光束，并實時記錄光束切面各個位置上的照度值，所以在一定范圍內(nèi)偏離助航燈中心線，對照度檢測本身影響很小，即照度傳感器仍能準(zhǔn)確地獲取燈光源的照度分布信息。如果偏離值增大，將會產(chǎn)生錯誤的測量結(jié)果，可能會得出裝置安裝在角落中或燈損壞等錯誤結(jié)論，因此需要采取相應(yīng)措施避免或消除此類情況的發(fā)生；并且光強(qiáng)檢測需要準(zhǔn)確測得照度傳感器與助航燈之間的距離，才能得到燈光的等光強(qiáng)分布圖，作為助航燈工作狀態(tài)的有效判定依據(jù)；與此同時，為避免車輛前照燈對助航燈光光強(qiáng)測量的影響，測量行駛過程中前照燈不允許開啟，無法看到車輛行駛參照物，車輛行駛直線性難于保證，車輛駕駛測量員直接觀測被測量跑道中線燈、跑道邊燈(5000坎德拉-10000坎德拉)，造成視覺強(qiáng)烈疲勞，無法直接作為導(dǎo)航參照這些均要求對檢測車的行駛軌跡作準(zhǔn)確地導(dǎo)航與定位，基于上述三點原因，需要一定的輔助駕駛設(shè)備完成對檢測車的自動導(dǎo)航與引導(dǎo)定位。
[0004]傳統(tǒng)的檢測車定位與導(dǎo)航依賴于視頻傳感器與多普勒測距雷達(dá)。其中視頻傳感器安裝于車輛前端的光強(qiáng)傳感帶上，通過采集前方助航燈發(fā)出的燈光信號擬合助航燈中心，從而引導(dǎo)檢測車行駛方向不偏離中線方向，視頻傳感器一般采集車輛前方兩盞燈的燈光信號，由相似三角形原理可知，前方較大的中線偏離反映在視頻傳感器上只有較小的偏移，因此定位精度較差，且根據(jù)物體成像規(guī)律可知，不同距離處的助航燈光在視頻端將形成不同大小的像，呈現(xiàn)近大遠(yuǎn)小的燈光圖像，使駕駛員難以判斷助航燈中線的位置，增大了視頻引導(dǎo)的難度；而多普勒測距雷達(dá)通過頻移脈沖計數(shù)方式測量車輛行駛距離，在長距離測量過程中，易產(chǎn)生累積誤差，需要配合燈光定位系統(tǒng)利用固定的助航燈作參照物定期復(fù)位計數(shù)脈沖，消除累積誤差，且被測距離易受車輛非直線行駛所產(chǎn)生的影響，同樣存在測量精度差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于雙目視覺的助航燈光光強(qiáng)檢測車導(dǎo)航與定位方法，能夠同時實現(xiàn)對車體的橫向偏離及縱向定位的測量，有效地提高了定位精度，形成一種全自動的檢測車輔助駕駛系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用雙目視覺技術(shù)系統(tǒng)探測檢測車前方跑道中線燈、邊燈在車輛坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，以其為參照物對檢測車進(jìn)行精確定位，修正檢測車的偏移與偏轉(zhuǎn)，引導(dǎo)控制檢測車行駛方向，使其盡量沿助航燈中線行駛，并可精確測量檢測車光強(qiáng)傳感帶與前方助航燈的距離。本方法包括順序進(jìn)行的下列步驟:
[0007](1)將視覺導(dǎo)航裝置安裝于車體頂部的支撐架上，并通過支撐架與光強(qiáng)傳感帶之間的相對位姿關(guān)系將相機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)一至檢測車坐標(biāo)系，其中檢測車坐標(biāo)系定義為:光強(qiáng)傳感帶中點為原點，車身前向方向為X軸正方向，傳感帶方向為1軸正方向，豎直方向為Z軸正方向；
[0008](2)在檢測車行駛過程中，視覺導(dǎo)航裝置根據(jù)測量燈光系統(tǒng)類型，通過立體視覺三角測量原理實時確定車輛相對于被測燈光帶的相對位姿(包含距最近燈光的水平投影距離、橫向左右偏移量、偏航角數(shù)據(jù))；
[0009](3)依據(jù)所述步驟(2)測量得到的偏移量、偏航角數(shù)據(jù)，結(jié)合測距雷達(dá)測量單位時間的行駛距離(即車輛該時刻的車速)，可解算出閉環(huán)控制車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向角，將調(diào)整數(shù)據(jù)傳到車輛輔助駕駛系統(tǒng)即可調(diào)整檢測車回復(fù)至對中直線行駛狀態(tài)；
[0010](4)依據(jù)所述步驟(2)測量至前燈距離數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與測距雷達(dá)測量行駛距離數(shù)據(jù)的融合，修正車輛直線行駛帶來的直線距離測量誤差。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明為助航燈光強(qiáng)檢測車的導(dǎo)航與定位提供了新的解決方案，通過采用雙目視覺測量系統(tǒng)采集前方助航燈在檢測車坐標(biāo)系下的坐標(biāo)作為參照物，實現(xiàn)檢測車的自動駕駛，對檢測車的橫向偏移與縱向定位作精確地修正與補償，優(yōu)化、精簡了助航燈光強(qiáng)檢測車的硬件設(shè)備。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的測量過程示意圖；
[0013]圖2是自動引導(dǎo)系統(tǒng)的工作流程不意圖；
[0014]圖3是檢測中線助航燈時車體與預(yù)設(shè)行駛線成一定夾角的示意圖；
[0015]圖4是檢測中線助航燈時車體與預(yù)設(shè)行駛線成一定夾角的示意圖；
[0016]圖5是檢測邊線助航燈時車體與預(yù)設(shè)行駛線成一定夾角的示意圖；
[0017]圖6是檢測邊線助航燈時車體與預(yù)設(shè)行駛線成一定夾角的示意圖。
[0018]圖中；1-檢測車，2-支撐架，3-雙目視覺測量系統(tǒng)，4-光強(qiáng)傳感器帶，5-邊線助航燈，6-中線助航燈，7-駕駛室監(jiān)控器，8-車體控制線，9-引導(dǎo)線。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0020]如圖1所示，檢測車主要由光強(qiáng)傳感帶和雙目視覺測量系統(tǒng)組成，它們所對應(yīng)的坐標(biāo)系分別為檢測車坐標(biāo)系(0-ΧΥΖ)及相機(jī)坐標(biāo)系(O' -V V 1')，本發(fā)明涉及到的檢測車雙目視覺導(dǎo)航與定位方法將包括安順序進(jìn)行的下列步驟:
[0021](1)