舰载机位姿实时视觉测量算法研究

朱齐丹，李小铜，郑天昊

（哈尔滨工程大学 智能科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

舰载机作为航空母舰的主要装备，是海上战场的重要武器。舰载机起飞和着舰的安全性和高效性是衡量航母作战和综合支援能力的重要技术指标。航空母舰上舰载机数量较多，姿态不一，因此获取甲板上舰载机的实时位置与姿态信息对于舰载机起飞和着舰过程中的避碰与轨迹规划具有重大意义。对于三维空间中目标位姿的测量，常根据目标的距离而采用不同的位姿测量方法。对于距离较远的目标，常采用激光雷达技术进行位姿测量，而对于距离相对较近的目标，通常采用机器视觉的方法进行位姿测量。航空母舰上舰载机的位姿测量属于近距离目标位姿测量，故采用机器视觉的方法对舰载机进行位姿测量。

基于视觉的位姿测量方法主要分为传统方法与深度学习方法两类。基于视觉的传统位姿测量方法根据相机的数目可分为单目、双目以及多目。基于单目相机获取的视觉图像信息缺少目标的深度信息，因此若想基于普通单目相机进行位姿测量必须事先获取目标模型的三维信息。文献[1-2]提出了基于三维模型的单目位姿测量方法，设置了一系列的虚拟投影点将目标的三维模型投影到二维平面上构成目标的二维模板库，之后将相机获取到的二维图像与模板库进行匹配，将匹配度最高的二维模板对应的三维位姿作为待测目标的位姿。……