[發明專利]一種可視覺定位的無人機起降平臺及無人機落點修正方法

在審

• 申請號: 201811392406.3
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109598758A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 孟永東;張雪林;梁詩順;田斌
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G01B11/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種可視覺定位的無人機起降平臺，包括起降平臺主體（1）,其特征是：所述的起降平臺主體（1）頂面上設有標識圖像（2），標識圖像（2）由半徑不同的多個同心圓組成。

2.根據權利要求1所述的一種可視覺定位的無人機起降平臺，其特征在于：組成所述標識圖像（2）的多個同心圓的最小直徑為10mm，相鄰兩圓之間的半徑差為20mm。

3.根據權利要求1所述的一種可視覺定位的無人機起降平臺，其特征在于：所述的標識圖像（2）上建立有水平的坐標軸，坐標軸上標注東南西北四個方位，其中X軸與東方向對應。

4.一種基于權利要求1-3任意一項所述的一種可視覺定位的無人機起降平臺的無人機落點修正方法，其特征在于：通過機載相機輸出的視覺圖像，配合標識圖像（2）確定無人機（3）相對于標識圖像（2）中心點的偏移量，從而進行無人機（3）的落點修正；

具體包括以下步驟：

1）將無人機（3）降落在起降平臺主體（1）上；

2）通過無人機（3）上的機載相機輸出的視覺圖像，利用視覺圖像中特征點P的像素坐標，依靠三角形正弦余弦定理進行運算，得到視覺圖像特征點P相對于標識圖像（2）中心點O的偏移角度θ；

3）根據步驟2）中所計算的偏移角度，在機載相機輸出的視覺圖像中，將標識圖像（2）中心點O繞視覺圖像特征點P旋轉θ，得到O’， O’的坐標可依靠OP兩點坐標以及偏移角度θ表示；

4）在視覺圖像中確定O’與視覺圖像特征點P之間的相對位置，兩者相對位置即為機載相機下視中心點與平臺中心監測點在平臺坐標系中的相對位置。

5.根據權利要求4所述的一種可視覺定位的無人機起降平臺的無人機落點修正方法，其特征在于：所述的步驟4）中，O’與P之間的相對位置等于O’與P之間的像素單元個數乘以每個像素單元所對應的尺寸L。

6.根據權利要求5所述的一種可視覺定位的無人機起降平臺的無人機落點修正方法，其特征在于每個所述的像素單元所對應的尺寸L采用以下步驟進行預計算：

1）在室內澆筑一個尺寸與起降平臺主體（1）尺寸相同的混凝土平臺；

2）在混凝土平臺上選取兩個固定點，并利用直尺測量出兩個固定點之間的間距T；

3）操控無人機模擬定點起降；

4）無人機落在混凝土平臺上時，通過機載相機拍攝并輸出包含兩個固定點的視覺圖像；

5）在視覺圖像中確定兩個固定點之間所對應的像素單元的個數；

6）利用兩個固定點之間的間距T除以兩個固定點之間所對應的像素單元的個數，即可得到單個像素單元所對應的尺寸L。

7.根據權利要求4所述的一種可視覺定位的無人機起降平臺的無人機落點修正方法，其特征在于：所述的無人機（3）上搭載有RTK定位系統，由于RTK天線與無人機（3）之間是固定連接，因此RTK天線與機載相機的下視點之間的相對位置可根據所使用的無人機（3）的具體參數確定，RTK天線的坐標通過定位系統進行確定，再根據RTK天線與機載相機的下視點之間的相對位置，確定機載相機下視點坐標，即視覺圖像特征點P的坐標。