[發明專利]一種飛行器空間實時定位系統的方法

在審

• 申請號: 202010084034.9
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111232234A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 陳澤朋;項倩雯
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B64D47/08
• 分類號: B64D47/08;B64C39/02;B64B1/40;B64B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，包括以下步驟：

飛行器空間實時定位系統上的攝像機抓取實時圖像，將圖像數據網格化，把攝像機獲得的圖像輸送到CPU進行目標識別，獲取目標的實時坐標，將所有的攝像機抓取到的目標進行坐標計算，可以計算出目標的坐標，從而確定所有的攝像機與目標的位置關系，即飛行器與目標的位置關系。如果偏離既定區域，便驅動旋翼使飛行器重新回到該區域；要使飛行器保持在目標的上方，還需要加一個水平儀驅動旋翼來矯正，維持飛行器在目標上方飛行。

2.根據權利要求1所述的一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，具體過程如下：

步驟1，目標識別：根據目標的特征，CPU從攝像頭所攝影像中識別出目標；

步驟2，標定目標應在區域：標定某一塊區域為目標的應在區域；

步驟3，確定目標所在點：根據目標出現在攝像頭所攝圖像中的位置給出其在攝影圖像中的平面坐標；

步驟4，確定目標像素點大小：通過計算攝像機所攝取的圖像中目標像素點的數量，定義目標大小；

步驟5，對比目標的平面坐標和應在區域坐標，判斷目標是否在應在區域中，在應在區域則不進行后續操作，保持判斷目標是否在應在區域中即可，不在應在區域則先判斷目標的平面坐標在應在區域坐標的哪個位置，再決定出應如何調動攝像機驅動模塊進行調節；

步驟6，通過比較兩個攝像機所攝取的圖像中目標像素點的數量，判斷出目標更靠近哪個攝像機，再決定出應該往哪個攝像機調近，才能使目標維持在兩攝像機中間的正下方某一塊區域；

步驟7，攝像機驅動模塊分為多個攝像機小驅動模塊，多個攝像機小驅動模塊分別能實現飛行器左移，右移，前移，后移，直線上升，直線下降；

步驟8，頭頂平衡飛行過程：實現飛行器處于目標上方長時間的平衡穩定飛行；該過程把水平儀檢測到的飛行器的水平狀態進行處理，判斷出應如何調整旋翼，防止飛行器傾斜過度，再驅動旋翼執行；

步驟9，旋翼過程：由攝像機驅動模塊和水平校準模塊調用，通過旋翼正反轉來控制飛行器狀態。

3.根據權利要求2所述的一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，所述飛行器空間實時定位系統包括飛行器、水平儀以及固定在飛行器上的多個攝像機；通過攝像機所拍攝的圖像的相交區域來實時定位目標，再由水平儀使飛行器保持在目標上方。

4.根據權利要求3所述的一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，所述飛行器為無人機，或者懸浮氣球，或者懸浮傘。

5.根據權利要求2所述的一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，所述攝像機用于位置定位和距離定位；任意兩個攝像機拍攝到的畫面都存在相交的區域。

6.根據權利要求2所述的一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，所述攝像機用于分辨定位目標的顏色及形狀特征。

7.根據權利要求2所述的一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，所述水平儀還用于檢測飛行器的狀態，并通過旋翼控制。

8.根據權利要求2所述的一種飛行器空間實時定位系統的方法，其特征在于，步驟6-9中，攝像機的調整過程為：以攝像機1視野中的上北下南左西右東為標準；X1、X2、Y1、Y2分別為攝像機1視野中既定區域的左邊、右邊、下邊、上邊邊緣坐標；X、Y則分別為目標在攝像機1視野中的X軸坐標和Y軸坐標；

1)如果Y大于Y2，則飛行器直線上升一段距離，直至在Y1～Y2之間的某一值；相反，如果Y小于Y1，則飛行器直線下降一段距離，直至在Y1～Y2之間的某一值；

2)如果X大于X2，則飛行器水平右移一段距離，直至在X1～X2之間的某一值；相反，如果X小于X1，則飛行器水平左移一段距離，直至在X1～X2之間的某一值；

3)如果攝像機1所攝取的圖像中目標像素點的數量比攝像機2多的部分超過某一限度值，說明目標偏靠近攝像機1，則飛行器往攝像機1水平移動一段距離，使目標遠離攝像機1一點，直至多的部分低于某一限度值的某一合適值；相反，如果攝像機1所攝取的圖像中目標像素點的數量比攝像機2少的部分超過某一限度值，說明目標偏靠近攝像機2，則飛行器往攝像機2水平移動一段距離，使目標靠近攝像機1一點，直至少的部分低于某一限度值的某一合適值；

4)當出現意外時，比如正常運行一段時間后，目標突然消失，或者攝像機檢測不到目標，則飛行器保持原先的飛行狀態飛行一段時間，這段時間內，目標如果還沒出現，或者還沒被檢測到，則飛行器自動直線下降落地停靠。