(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210591600.4 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 211106 江苏省南京市江宁区将军大 道29号 (72)发明人 丁萌　尹利董　徐一鸣　陈卫献　 (74)专利代理 机构 北京方圆嘉 禾知识产权代理 有限公司 1 1385 专利代理师 程华 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/33(2017.01) (54)发明名称 一种机场 场面目标物定位方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种机场场面目标物定位方 法及系统。 该方法包括： 构建点云数据库； 所述点 云数据库包括机场场面各机型不同目标物的模 板点云； 通过训练好的标志点检测模 型对实时采 集的机场场面各机型的可见光图像进行检测， 得 到不同类别目标物的标志点信息； 基于所述实时 采集的机场场面各机型的可见光图像对应的深 度图像， 将所述标志点信息恢复为标志点点云； 将所述模板点云与所述标志点点云进行匹配， 计 算旋转平移矩阵； 所述旋转平移矩阵包括旋转矩 阵和平移矩阵； 基于所述旋转平移矩阵计算目标 物定位点的坐标。 本发明将计算机视觉中的目标 检测、 标志点检测与深度信息相结合， 实现以机 场场面目标物精确感知为目的大型目标物关键 点精细定位。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114972512 A 2022.08.30 CN 114972512 A 1.一种机场 场面目标物定位方法， 其特 征在于， 包括： 构建点云数据库； 所述 点云数据库包括机场 场面各机型不同目标物的模板点云； 通过训练好的标志点检测模型对实时采集的机场场 面各机型的可见光图像进行检测， 得到不同类别目标物的标志点信息； 基于所述实时采集的机场场 面各机型的可见光图像对应的深度图像， 将所述标志点信 息恢复为标志点 点云； 将所述模板点云与所述标志点点云进行匹配， 计算旋转平移矩阵； 所述旋转平移矩阵 包括旋转矩阵和平 移矩阵； 基于所述旋转平 移矩阵计算目标物定位 点的坐标。 2.根据权利要求1所述的机场场 面目标物定位方法， 其特征在于， 所述标志点检测模型 的训练过程如下： 采集机场 场面各机型的可 见光图像； 对所述可 见光图像中的目标物以及目标物的标志点进行 标注， 构建训练集； 通过所述训练集对标志点检测模型进行训练， 得到训练好的标志点检测模型。 3.根据权利要求1所述的机场场 面目标物定位方法， 其特征在于， 基于所述实时采集的 机场场面各机型的可见光图像对应的深度图像， 将所述不同类别目标物的标志 点信息恢复 为标志点 点云， 具体包括： 将所述深度图像与所述可见光图像对齐， 以RGB相机坐标系为基准坐标系， 提取标志点 的深度值； 基于所述深度值和相机投影模型将所述标志点信息恢复为标志点 点云。 4.根据权利要求1所述的机场场 面目标物定位方法， 其特征在于， 将所述模板点云与 所 述标志点 点云进行匹配， 计算旋转平 移矩阵， 具体包括： 计算所述模板点云的中心点 坐标和所述标志点 点云的中心点 坐标； 基于所述模板点云的中心点坐标和所述标志点点云的中心点坐标， 计算所述模板点云 与所述标志点 点云之间的协方差矩阵； 基于所述协方差矩阵， 采用SVD分解方法计算旋转平 移矩阵。 5.一种机场 场面目标物定位系统， 其特 征在于， 包括： 点云数据库构建模块， 用于构建点云数据库； 所述点云数据库包括机场场面各机型不 同目标物的模板点云； 标志点信 息检测模块， 用于通过训练好的标志点检测模型对实时采集的机场场 面各机 型的可见光图像进行检测， 得到不同类别目标物的标志点信息； 标志点点云恢 复模块， 用于基于所述实时采集的机场场 面各机型的可见光图像对应的 深度图像， 将所述标志点信息恢复为标志点 点云； 旋转平移矩阵计算模块， 用于将所述模板点云与所述标志点点云进行匹配， 计算旋转 平移矩阵； 所述旋转平 移矩阵包括旋转矩阵和平 移矩阵； 目标物定位 点坐标计算模块， 用于基于所述旋转平 移矩阵计算目标物定位 点的坐标。 6.根据权利要求5所述的机场场 面目标物定位系统， 其特征在于， 还包括： 训练模块， 所 述训练模块具体包括： 可见光图像采集单 元， 用于采集机场 场面各机型的可 见光图像；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114972512 A 2训练集构建单元， 用于对所述可见光图像中的目标物以及目标物的标志点进行标注， 构建训练集； 训练单元， 用于通过所述训练集对标志点检测模型进行训练， 得到训练好的标志点检 测模型。 7.根据权利要求5所述的机场场 面目标物定位系统， 其特征在于， 所述标志点点云恢 复 模块具体包括： 深度值提取单元， 用于将所述深度图像与所述可见光图像对齐， 以RGB相机坐标系为基 准坐标系， 提取 标志点的深度值； 恢复单元， 用于基于所述深度值和相机投影模型将所述标志点信息恢复为标志点点 云。 8.根据权利要求5所述的机场场 面目标物定位系统， 其特征在于， 所述旋转平移矩阵计 算模块具体包括： 中心点坐标计算单元， 用于计算所述模板点云的中心点坐标和所述标志点点云的中心 点坐标； 协方差矩阵计算单元， 用于基于所述模板点云的中心点坐标和所述标志点点云的中心 点坐标， 计算所述模板点云与所述标志点 点云之间的协方差矩阵； 旋转平移矩阵计算单元， 用于基于所述协方差矩阵， 采用SVD分解方法计算旋转平移矩 阵。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114972512 A 3