[發明專利]一種無人機自主精確著陸系統及方法

在審

• 申請號: 202011404166.1
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112455705A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李磊
• 申請（專利權）人: 南京曉飛智能科技有限公司
• 主分類號: B64D45/08
• 分類號: B64D45/08;B64F1/20
• 代理公司: 天津垠坤知識產權代理有限公司 12248
• 代理人: 王忠瑋

本發明涉及無人機技術領域，且公開了一種無人機自主精確著陸系統，包括無人機主控系統和場地主控系統，所述場地主控系統的輸出端雙向電連接有數據收發模塊，所述場地主控系統的輸出端分別單向電連接有紅外LED燈和紅外線發射模塊，所述無人機主控系統的輸出端雙向電連接有紅外線接收模塊；本發明通過紅外技術，配合圖像處理技術，使得無人機不易受到外界無線電信號因素影響，同時可在霧天或光線較弱環境下實現精準降落，解決了目前無人機著陸普遍采用基于GPS導航的方式，雖然精度高、使用簡單，但信號易受無線電信號的干擾并易丟失的問題，同時不會出現基于圖像識別的無人機會被天氣和光線等因素影響的情況，值得推廣。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，具體為一種無人機自主精確著陸系統及方法。

背景技術

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。自動著陸是固定翼無人機整個自動飛行過程中最危險也是要求最高的過程。

目前無人機著陸普遍采用基于GPS導航的方式，雖然精度高、使用簡單，但信號易受無線電信號的干擾并易丟失，而且基于圖像識別的無人機會被天氣和光線等因素影響，為此我們提出一種不易受到外界無線電信號因素影響，同時可在霧天或光線較弱環境下實現精準降落的著陸系統來解決此問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無人機自主精確著陸系統及方法，使得無人機不易受到外界無線電信號因素影響，同時可在霧天或光線較弱環境下實現精準降落，解決了上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種無人機自主精確著陸系統，包括無人機主控系統和場地主控系統，所述場地主控系統的輸出端雙向電連接有數據收發模塊，所述場地主控系統的輸出端分別單向電連接有紅外LED燈和紅外線發射模塊，所述無人機主控系統的輸出端雙向電連接有紅外線接收模塊，所述紅外線發射模塊與紅外線接收模塊之間相互配合，所述無人機主控系統的輸出端分別單向電連接有激光測距儀和攝像模塊，所述無人機主控系統的輸入端單向電連接有反饋單元，所述反饋單元的輸入端單向電連接有判斷單元，所述判斷單元的輸入端單向電連接有圖像處理單元。

優選的，所述圖像處理單元包括圖像采集模塊、圖像預處理模塊、跑道識別模塊、地平線檢測模塊和跑道邊緣線檢測模塊，所述圖像采集模塊的輸出端與圖像預處理模塊的輸入端單向電連接，所述圖像預處理模塊的輸出端與跑道識別模塊的輸入端單向電連接，所述跑道識別模塊的輸出端與地平線檢測模塊的輸入端單向電連接，所述跑道邊緣線檢測模塊的輸入端與地平線檢測模塊的輸出端單向電連接。

優選的，所述圖像預處理模塊分兩步操作，分別為重采樣以及高斯金字塔濾波，所述跑道識別模塊使用的具體處理技術為多尺度模版匹配技術以及支持向量機技術，所述地平線檢測模塊采用模式分類算法，所述跑道邊緣線檢測模塊采用canny邊緣檢測算法。

優選的，所述無人機主控系統包括數據傳輸單元、自駕控制單元和計算單元，所述自駕控制單元采用開源飛行控制器Pixhawk，所述數據傳輸單元與數據收發模塊之間配合使用。

優選的，所述場地主控系統的輸出端單向電連接有LED標識燈珠，所述無人機主控系統的輸出端單向電連接有探照燈，所述LED標識燈珠均勻嵌設在跑道邊緣線中。

優選的，所述攝像模塊的輸入端單向電連接有調節模塊，所述調節模塊包括用于進行驅動的微型馬達以及配合使用的齒輪。

優選的，所述紅外線發射模塊為紅外發射器，其數量為三個且它們之間的連線構成正三角形，紅外發射器的發射端呈斜向上75-80°，所述紅外線接收模塊為紅外接收器且其數量與紅外發射器相同。

優選的，所述攝像模塊為CCD相機，且該相機的鏡頭端加裝紅外濾光片，該紅外濾光片的厚度為2mm，所述紅外LED燈的數量為多個且它們共同組成一個環形著陸區域，其功率為5W，所發出紅外光的波長為930nm。