[發明專利]一種采用圖像引導的無人機自主著陸方法及其實施裝置

在審

• 申請號: 201811307615.3
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109407700A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 趙騫;韓金輝;徐茂;王強;秦鋼
• 申請（專利權）人: 周口師范學院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01C21/20;G01S19/48;G08G5/02
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司 44220
• 代理人: 劉興耿

本發明適用于無人機著陸技術領域，提供了一種采用圖像引導的無人機自主著陸方法及其實施裝置，著陸方法具體是，無人機自主著陸時，無人機首先在GPS信號的引導下，飛行到離降落點一定距離的上空，此時無人機自帶的機載攝像機能夠識別地面上的降落點；無人機根據位于降落點內的若干個燈組成的點陣亮度的變化構成的脈沖信號，飛行調整到降落點的正上方；然后無人機自主下降，無人機下降的過程中，會根據若干個燈組成的點陣的圖樣的方向調整自身姿態；最后，無人機降落至由若干個燈組成的點陣圖樣中心點，完成降落；本發明成本低、精度高，能使無人機在降落點環境差的情況下精準降落。

技術領域

本發明屬于無人機著陸技術領域，尤其涉及一種采用圖像引導的無人機自主著陸方法及其實施裝置。

背景技術

由于GPS民用信號的誤差為米級，且易受周邊高大建筑物的影響，造成無人機降落位置偏差較大；差分GPS接收機和差分站的成本非常高，普通的用戶難以負擔；即時定位與地圖重建技術算法復雜、計算量大，對于計算性能的要求非常高，增加了電池負載和機載計算機的重量，縮短了無人機的飛行時間；

基于圖形標識的定位方式，通常會將二維碼或特殊符號覆蓋于降落點，使用機載攝像機找到指定的降落位置；能為無人機的著陸提供更高的定位精度，而且能夠設計出成本低廉、計算量較小的算法，但存在如下方面的問題：第一，當無人機與降落點之間超過一定距離后，圖形標識很難被識別，造成無人機找不到著陸區域。第二，不良的氣象條件（比如霧霾天氣）會削弱機載攝像機的能見度，易造成圖形標識無法識別，導致此類方法的失效；第三，由于拍攝角度的變化，圖形標識的形變會為識別造成較大的難度；第四，由于降落點周圍的環境中存在與降落點上類似的圖形，將無人機引導到錯誤的降落地點。

發明內容

本發明提供一種采用圖像引導的無人機自主著陸方法，旨在解決現有技術中無人機難以在降落點條件差的情況下難以識別圖形，且容易誤降的問題。

本發明還提供一種采用圖像引導的無人機自主著陸方法的實施裝置。

本發明是這樣實現的，一種采用圖像引導的無人機自主著陸方法，包括：

（1）在無人機自主著陸時，無人機首先在GPS信號的引導下，飛行到離降落點一定距離的上空，此時無人機自帶的機載攝像機能夠識別地面上的降落點；

（2）無人機根據位于降落點內的若干個燈組成的點陣亮度的變化構成的脈沖信號，飛行調整到降落點的正上方；

（3）然后無人機自主下降，無人機下降的過程中，會根據若干個燈組成的點陣的圖樣的方向調整自身姿態；

（4）最后，無人機降落至由若干個燈組成的點陣圖樣中心點，完成降落。

更進一步地，所述步驟（2）過程包括：

無人機到達離降落點一定距離的上空后保持懸停狀態，同時使用機載攝像機開始采集正下方區域內的圖像；

在采集的圖像中搜索若干個燈組成的點陣亮度發生變化的區域，持續的記錄每個區域內亮度變化的頻率并發送給無人機的控制裝置；

無人機控制裝置根據若干個燈組成的點陣的亮度脈沖信號，調整無人機在空中的位置，使機載攝像機圖像拍攝處的中心位置與若干個燈組成的點陣中心位置一致，調整完畢后無人機開始降落。

更進一步地，所述無人機控制裝置根據若干個燈組成的點陣的亮度脈沖信號還包括：

與預先在無人機控制裝置內設置好的用于比對的亮度變化頻率相比較；

判斷兩者的亮度變化頻率是否相同；

判斷結果為是，則繼續進行著陸流程；

判斷結果為否，則報告一個錯誤，終止著陸流程。

更進一步地，所述步驟（3）過程包括：