侯强 陈茂银 周东华

(清华大学自动化系，北京 100084)(清华大学信息科学与技术国家重点实验室，北京 100084)

基于计算机视觉的自主飞行器着陆技术，是通过飞行器上安装的摄像机或照相机获取着陆区域的景象，利用视频或图像信息获取相机姿态，从而控制飞行器的着陆.20世纪90年代，美国一些大学和研究机构开展了相关的研究［1-2］，设计具有自主能力的无人直升机，实现基于视觉的无人机自主降落.着陆区域采用特殊的几何图形，利用图形随姿态变化规律实时计算相机姿态，实现无人机控制.Tsai等［3］采用“T”字母作为着陆平台的特征标识，张广军等［4］采用双圆图案作为着陆区域的标识物，实现了无人机的视觉着陆导航.这类基于具有特殊几何特征的着陆场坪的姿态估计方法，不仅处理速度较快，而且精度也较高.但这类方法将不适用于一般着陆跑道上的着陆，主要是由于着陆跑道的基本几何特征是两条平行的直线.近年来，国内学者进行了无人机在机场跑道上自主着陆的研究.南京航空航天大学研究小组［5］针对固定翼无人机的着陆问题，采用地平线及着陆跑道的特征，利用射影几何的理论，提出采用地平线获得无人机的滚动角，通过图像中跑道的灭点来解决姿态角求解问题.

本文以机场跑道作为着陆环境，采用机载相机拍摄图像中跑道边缘作为特征，基于球面投影，通过球面的几何性质就可以求出跑道边缘球面投影的交点……