[發(fā)明專利]一種無人機(jī)機(jī)庫精確降落方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110397169.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN113093772B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金云峰;鄭恩輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/06
• 分類號(hào): G05D1/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種無人機(jī)機(jī)庫精確降落方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)無人機(jī)根據(jù)無人機(jī)機(jī)庫的參考RTK數(shù)據(jù)飛至無人機(jī)機(jī)庫的正上方空域，根據(jù)無人機(jī)機(jī)庫的參考偏航角調(diào)整無人機(jī)自身的航向；

2)下降至第一預(yù)設(shè)高度；

3)無人機(jī)在第一預(yù)設(shè)高度下向正下方俯視拍攝無人機(jī)機(jī)庫的機(jī)庫俯視圖像，并經(jīng)過機(jī)庫俯視圖像分析識(shí)別圖像中是否具有降落圖標(biāo)：

若無人機(jī)識(shí)別到降落圖標(biāo)，則進(jìn)行步驟4)；

若無人機(jī)沒有識(shí)別到降落圖標(biāo)，則無人機(jī)飛行高度上升，并且重新拍攝機(jī)庫俯視圖像，根據(jù)機(jī)庫俯視圖像識(shí)別無人機(jī)機(jī)庫，將無人機(jī)水平飛行至無人機(jī)機(jī)庫的中心點(diǎn)位置并啟動(dòng)降落，無人機(jī)回到步驟2)處理；

4)根據(jù)降落圖標(biāo)圖像信息驗(yàn)證參考RTK數(shù)據(jù)是否是準(zhǔn)確的：若是準(zhǔn)確的，則無人機(jī)根據(jù)參考RTK數(shù)據(jù)執(zhí)行降落步驟S1，否則無人機(jī)根據(jù)圖像信息執(zhí)行降落步驟S2；

所述的降落步驟S1具體為：

A1：無人機(jī)根據(jù)參考RTK數(shù)據(jù)，調(diào)整無人機(jī)的水平位置，將無人機(jī)飛行至參考RTK數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的地理水平位置處，并將此時(shí)無人機(jī)自身的RTK數(shù)據(jù)與參考RTK數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果轉(zhuǎn)換成距離偏差；

A2：若步驟A1中距離偏差在誤差允許范圍內(nèi)，則判定無人機(jī)水平位置調(diào)整正確，執(zhí)行下一步，否則回到執(zhí)行步驟A1；

A3：無人機(jī)開始下降，并在下降過程中繼續(xù)執(zhí)行步驟A2，直至無人機(jī)降落到無人機(jī)機(jī)庫的停機(jī)坪上；

所述的降落步驟S2具體為：

B1：無人機(jī)根據(jù)拍攝的機(jī)庫俯視圖像計(jì)算出無人機(jī)的航向角偏差以及水平位置偏差，根據(jù)航向角偏差調(diào)整無人機(jī)的航向角，根據(jù)水平位置偏差調(diào)整無人機(jī)的水平位置；

B2：無人機(jī)開始下降，并在下降過程中實(shí)時(shí)持續(xù)執(zhí)行步驟B1；

B3：不斷重復(fù)步驟B1～B2，直到無人機(jī)下降到第三預(yù)設(shè)高度，則無人機(jī)直接降落到無人機(jī)機(jī)庫的停機(jī)坪上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)機(jī)庫精確降落方法，其特征在于：

在所述3)的無人機(jī)飛行高度上升過程中，若無人機(jī)上升到第二預(yù)設(shè)高度時(shí)，經(jīng)機(jī)庫俯視圖像分析識(shí)別圖像中不具有降落圖標(biāo)，則無人機(jī)懸停，并發(fā)送降落報(bào)警信息給云端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)機(jī)庫精確降落方法，其特征在于：

所述B1中，調(diào)整無人機(jī)的航向角，具體包括：

X1：進(jìn)行機(jī)庫俯視圖像處理，提取降落圖標(biāo)中的航向角標(biāo)志物中心點(diǎn)以及降落圖標(biāo)中心點(diǎn)，并根據(jù)兩中心點(diǎn)計(jì)算得到航向角偏差；

X2：根據(jù)航向角偏差調(diào)整無人機(jī)航向角；

X3：實(shí)時(shí)根據(jù)機(jī)庫俯視圖像重新計(jì)算航向角偏差；

X4：若步驟X3中的航向角偏差在誤差允許范圍內(nèi)，則判斷無人機(jī)航向角調(diào)整正確，否則重新回到X2根據(jù)航向角偏差調(diào)整無人機(jī)航向角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)機(jī)庫精確降落方法，其特征在于：

所述B1中，調(diào)整無人機(jī)的水平位置，具體包括：

Y1：進(jìn)行圖像處理，提取降落圖標(biāo)的輪廓、降落圖標(biāo)中心點(diǎn)像素坐標(biāo)和圖像中心點(diǎn)像素坐標(biāo)，得到降落圖標(biāo)的像素尺寸以及兩中心點(diǎn)像素偏差，根據(jù)降落圖標(biāo)的真實(shí)尺寸，計(jì)算得出像素與距離的換算關(guān)系，將中心點(diǎn)像素偏差轉(zhuǎn)換成中心點(diǎn)距離偏差；

Y2：將步驟Y1中的中心點(diǎn)距離偏差分解成X方向位置偏差x以及Y方向位置偏差y，采用模糊控制方法調(diào)整無人機(jī)水平位置，并根據(jù)圖像重新計(jì)算中心點(diǎn)距離偏差；

Y3：若步驟Y3中的中心點(diǎn)距離偏差再誤差允許范圍內(nèi)，則判定無人機(jī)的水平位置調(diào)整正確，否則重新調(diào)整無人機(jī)的水平位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)機(jī)庫精確降落方法，其特征在于：

包括兩個(gè)模糊控制器：一個(gè)模糊控制器是將無人機(jī)水平X方向的位置偏差x及其變化率作為模糊控制器的輸入，模糊控制器依據(jù)已設(shè)定的系統(tǒng)變量和系統(tǒng)模糊控制方式輸出控制無人機(jī)運(yùn)動(dòng)的橫滾角參數(shù)，發(fā)送給無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)；另一個(gè)模糊控制器是將無人機(jī)水平Y(jié)方向的位置偏差y及其變化率作為模糊控制器的輸入，模糊控制器依據(jù)已設(shè)定的系統(tǒng)變量和系統(tǒng)模糊控制方式輸出控制無人機(jī)運(yùn)動(dòng)的俯仰角參數(shù)，發(fā)送給無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)。