[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

一種可視覺定位的無人機起降平臺，包括起降平臺主體,所述的起降平臺主體頂面上設有標識圖像，標識圖像由半徑不同的多個同心圓組成；修正步驟包括：1）將無人機降落在起降平臺主體上；2）通過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，運算得到視覺圖像特征點P相對于標識圖像中心點O的偏移角度θ；3）將標識圖像中心點O繞視覺圖像特征點P旋轉θ，得到O’；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，即為機載相機下視中心點與平臺中心監測點的相對位置。采用上述結構及方法，能夠通過視覺圖像配合相應的計算方法，對無人機落點進行修正，從而保證對滑坡位移的高精度監測。

技術領域

本發明涉及滑坡位移監測領域，特別是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。

背景技術

隨著無人機的興起，它已經被廣泛應用到各個行業，在科研、教學以及工程地質勘探等領域開展十分廣泛。目前，在監測滑坡體位移量時，一般是通過無人機起降平臺為無人機著陸提供場所，滿足起降需要。由于以往的無人機拍攝都是非接觸式的，存在精度低且易受植被干擾、氣流影響等問題，導致滑坡體位移量檢測結果具有一定的誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供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，能夠通過視覺圖像配合相應的計算方法，對無人機落點進行修正，從而保證對滑坡位移的高精度監測。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種可視覺定位的無人機起降平臺，包括起降平臺主體,所述的起降平臺主體頂面上設有標識圖像，標識圖像由半徑不同的多個同心圓組成。

優選的方案中，組成所述標識圖像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。

優選的方案中，所述的標識圖像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。

優選的方案中，無人機落點修正方法通過機載相機輸出的視覺圖像，配合標識圖像確定無人機相對于標識圖像中心點的偏移量，從而進行無人機的落點修正；

具體包括以下步驟：

1)將無人機降落在起降平臺主體上；

2)通過無人機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。

優選的方案中，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。

優選的方案中，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。