吴良晶，曹云峰，丁萌，庄丽葵

(1. 南京航空航天大学 航天学院, 南京 210016；2. 南京航空航天大学 民航学院)

无人机基于视觉自主着陆的跑道识别跟踪

吴良晶1，曹云峰1，丁萌2，庄丽葵1

(1. 南京航空航天大学 航天学院, 南京 210016；2. 南京航空航天大学 民航学院)

跑道检测识别与跟踪是基于视觉的无人机自主着陆的前提和难点，本文根据固定翼无人机基于视觉自主着陆的特点设计了包括跑道检测、跑道特征提取、跑道识别和跑道跟踪的方案，并在ARM Cortex-A9处理器中基于Linux系统使用OpenCV实现了该方案。最后按照逐步递进的方式分别对检测、检测识别、检测识别与跟踪结果进行了实验验证，并对实时性进行了分析。实验结果表明，通过该方案可以准确地识别图像中的跑道并具有较快的跟踪速度。

跑道检测识别；跑道跟踪；OpenCV；ARM Cortex-A9；Linux系统

引 言

目前，基于视觉的固定翼无人机自主着陆主要是根据无人机上摄像机拍摄的实时视频图像进行一系列的处理，以实现搜索跑道、对准跑道、跟踪跑道，并得到跑道区域的特征信息，然后根据这些特征信息利用视觉测量方法来计算无人机的位姿参数，为无人机的着陆控制系统提供参数[1]，从而在不与外界发生信息交互的情况下实现无人机的自主着陆。从中不难发现，跑道检测识别与跟踪是实现无人机自主着陆的前提。

首先固定翼无人机着陆速度较快，因此对每帧处理速度有较高要求；其次，为了确保图像中含有跑道区域，摄像头的视场角一般都设计得较大，因此图像信息量很大，具有较大的数据载荷；……