[發明專利]無人機降落方法、無人機降落裝置及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201711205125.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109839945B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 門春雷;張永偉
• 申請（專利權）人: 北京京東乾石科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 王莉莉

1.一種無人機降落方法，包括：

確定像素坐標系下的坐標與圖像坐標系下的坐標之間的對應關系；

利用相機成像原理，確定圖像坐標系下的坐標與攝像機坐標系下的坐標之間的對應關系；

確定像素坐標系下的坐標與攝像機坐標系下的坐標之間的對應關系；

利用無人機相對地面的垂直高度、無人機降落點在像素坐標系下的坐標、圖像坐標系原點在像素坐標系下的坐標、無人機相機在像素坐標系的橫軸方向及縱軸方向的歸一化焦距、像素坐標系下的坐標與攝像機坐標系下的坐標之間的對應關系，確定無人機在地面的垂直映射點與無人機降落點在攝像機坐標系的橫軸方向的偏差以及縱軸方向的偏差；

利用所述橫軸方向的偏差以及縱軸方向的偏差，通過控制器生成無人機在攝像機坐標系的橫軸方向以及縱軸方向的速度控制量；

其中，利用如下公式，確定所述垂直映射點與無人機降落點在攝像機坐標系的橫軸方向的偏差以及縱軸方向的偏差：

其中，x表示所述垂直映射點與無人機降落點在攝像機坐標系的橫軸方向的偏差，y表示所述垂直映射點與無人機降落點在攝像機坐標系的縱軸方向的偏差，z表示無人機相對地面的垂直高度，u表示無人機降落點在像素坐標系下的橫軸坐標，v表示無人機降落點在像素坐標系下的縱軸坐標，u₀表示圖像坐標系原點在像素坐標系下的橫軸坐標，v₀表示圖像坐標系原點在像素坐標系下的縱軸坐標，α_x表示無人機相機在像素坐標系的橫軸方向歸一化焦距，α_y表示無人機相機在像素坐標系的縱軸方向歸一化焦距；

其中，所述利用所述橫軸方向的偏差以及縱軸方向的偏差，通過控制器生成無人機在攝像機坐標系的橫軸方向以及縱軸方向的速度控制量包括：

通過設置第一耦合因子和第二耦合因子的方式，使得x方向的第一控制器和y方向的第二控制器相互耦合；

通過第一控制器，根據所述第一耦合因子、所述橫軸方向的偏差以及縱軸方向的偏差，生成無人機在攝像機坐標系的橫軸方向的速度控制量；

通過第二控制器，根據所述第二耦合因子、所述橫軸方向的偏差以及縱軸方向的偏差，生成無人機在攝像機坐標系的縱軸方向的速度控制量。

2.如權利要求1所述的無人機降落方法，其中，

利用無人機相機的焦距與每個像素在所述橫軸方向的尺寸的比值，確定相機在像素坐標系的橫軸方向歸一化焦距；

利用無人機相機的焦距與每個像素在所述縱軸方向的尺寸的比值，確定相機在像素坐標系的縱軸方向歸一化焦距。

3.如權利要求1所述的無人機降落方法，其中，所述控制器為比例積分微分PID控制器，所述PID控制器利用如下公式生成無人機在攝像機坐標系的橫軸方向以及縱軸方向的速度控制量：

其中，u_x(t)表示t時刻無人機在攝像機坐標系的橫軸方向的速度控制量，u_y(t)表示t時刻無人機在攝像機坐標系的縱軸方向的速度控制量，P_x表示在攝像機坐標系的橫軸方向上的PID控制器的比例控制參數，P_y表示在攝像機坐標系的縱軸方向上的PID控制器的比例控制參數，I_x表示在攝像機坐標系的橫軸方向上的PID控制器的微分控制參數，I_y表示在攝像機坐標系的縱軸方向上的PID控制器的微分控制參數，D_x表示在攝像機坐標系的橫軸方向上的PID控制器的積分控制參數，D_y表示在攝像機坐標系的縱軸方向上的PID控制器的積分控制參數，x(t)表示t時刻所述橫軸方向的偏差，y(t)表示t時刻所述縱軸方向的偏差。