[發明專利]一種飛行器的自主降落方法和系統

有效

• 申請號: 201510278927.6
• 申請日: 2015-05-27
• 公開（公告）號: CN104932522B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 胡驍;趙叢;周谷越;王凱
• 申請（專利權）人: 深圳市大疆創新科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙)44285
• 代理人: 王仲凱

1.一種飛行器的自主降落方法，其特征在于，包括：

獲取飛行器的飛行信息，并基于拍攝的圖像數據檢測出降落目標點的降落位置，所述飛行器包括視覺傳感器和慣性測量單元IMU，所述視覺傳感器用于獲取圖像數據，所述視覺傳感器和所述IMU用于獲取飛行器正在飛行時的飛行信息，所述基于拍攝的圖像數據檢測出降落目標點的降落位置，包括：通過狀態估計算法根據多次拍攝到的圖像數據估計出多個降落位置，在估計出的多個降落位置取值達到一致時，鎖定并輸出估計的降落位置；

根據所述飛行信息和所述降落位置，預測出所述飛行器向所述降落目標點降落的飛行控制策略，所述飛行控制策略包括：控制所述飛行器按照平滑的飛行曲線進行飛行所需要的速度信息、加速度信息、高度信息；

根據預測出的所述飛行控制策略控制所述飛行器飛行，使所述飛行器降落到所述降落位置；

當檢測到所述視覺傳感器不能采集到所述圖像數據時，使用所述IMU根據獲取到的飛行信息對飛行器的飛行進行調整，以控制所述飛行器向降落位置靠近。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取飛行器的飛行信息之后，所述方法還包括：

對所述飛行信息進行信息融合，得到融合后的飛行信息；

所述根據所述飛行信息和所述降落位置，預測出所述飛行器向所述降落目標點降落的飛行控制策略，具體為：

根據融合后的飛行信息和所述降落位置，預測出所述飛行器向所述降落目標點降落的飛行控制策略。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述飛行器的飛行信息進行信息融合，包括：

使用擴展卡爾曼濾波算法EKF、或無損卡爾曼濾波算法UKF、或粒子濾波算法PF對所述飛行器的飛行信息進行信息融合。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述獲取飛行器的飛行信息之后，所述方法還包括：

根據馬氏距離算法檢測所述飛行信息中是否存在異常數據，并在所述飛行信息存在異常數據時，對所述飛行信息進行平滑校正。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取飛行器的飛行信息，包括：

獲取如下的至少一種信息作為飛行信息：所述飛行器的位置信息、速度信息、加速度信息、姿態信息和所述飛行器對地的高度信息。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據預測出的所述飛行控制策略控制所述飛行器飛行，包括：

當檢測到所述飛行器的高度超過高度閾值時，對所述飛行器進行懸停控制并降低所述飛行器的高度；

根據所述飛行器的當前位置設計出飛行曲線，控制所述飛行器按照所述飛行曲線飛行。

7.一種飛行器的自主降落系統，其特征在于，包括：

信息獲取模塊，用于獲取飛行器的飛行信息，并基于拍攝的圖像數據檢測出降落目標點的降落位置，所述飛行器包括視覺傳感器和慣性測量單元IMU，所述視覺傳感器用于獲取圖像數據，所述視覺傳感器和所述IMU用于獲取飛行器正在飛行時的飛行信息，所述基于拍攝的圖像數據檢測出降落目標點的降落位置，包括：通過狀態估計算法根據多次拍攝到的圖像數據估計出多個降落位置，在估計出的多個降落位置取值達到一致時，鎖定并輸出估計的降落位置；

預測模塊，用于根據所述飛行信息和所述降落位置，預測出所述飛行器向所述降落目標點降落的飛行控制策略，所述飛行控制策略包括：控制所述飛行器按照平滑的飛行曲線進行飛行所需要的速度信息、加速度信息、高度信息；

飛行控制模塊，用于根據預測出的所述飛行控制策略控制所述飛行器飛行，使所述飛行器降落到所述降落位置；

所述飛行控制模塊，具體用于當檢測到不能采集到所述圖像數據時，使用所述IMU根據獲取到的飛行信息對所述飛行器的飛行進行調整，以控制所述飛行器向降落位置靠近。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，還包括：

信息融合模塊，用于在所述信息獲取模塊獲取飛行器的飛行信息之后，對所述飛行信息進行信息融合，得到融合后的飛行信息；

所述預測模塊，具體用于根據融合后的飛行信息和所述降落位置，預測出所述飛行器向所述降落目標點降落的飛行控制策略。