[發(fā)明專(zhuān)利]一種面向多平臺(tái)無(wú)人機(jī)的自主精準(zhǔn)降落方法及降落盒

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110980963.2
• 申請(qǐng)日: 2021-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113741496A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿虎軍;閆玉巧;仇梓峰;楊彬;李方用;胡炎;張澤勇;楊福琛;熊恒斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/08
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明公開(kāi)了一種面向多平臺(tái)無(wú)人機(jī)的自主精準(zhǔn)降落方法及降落盒，屬于無(wú)人機(jī)降落回收技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先根據(jù)降落平臺(tái)的大小設(shè)置靶標(biāo)，從而使無(wú)人機(jī)通過(guò)攝像頭采集靶標(biāo)上的二維碼圖像，根據(jù)采集到的二維碼圖像情況，得到定位信息；然后，無(wú)人機(jī)根據(jù)定位信息實(shí)時(shí)調(diào)整位置，直至精準(zhǔn)降落到靶標(biāo)上。本發(fā)明適用于多種無(wú)人機(jī)平臺(tái)，采用精準(zhǔn)降落定位盒可方便地適配各種無(wú)人機(jī)平臺(tái)，無(wú)人機(jī)只需提供電源輸出和飛控輸入即可。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)降落回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種面向多平臺(tái)無(wú)人機(jī)的自主精準(zhǔn)降落方法及降落盒。

背景技術(shù)

目前，在無(wú)人機(jī)的降落回收領(lǐng)域，一般是通過(guò)GPS、北斗、RTK等衛(wèi)星定位技術(shù)確定無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)位置，從而進(jìn)行降落控制。然而，衛(wèi)星定位技術(shù)有著定位精度較差、易受到電磁干擾等不足，而且在車(chē)載移動(dòng)降落平臺(tái)的無(wú)人機(jī)，由于衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)時(shí)性不高，無(wú)人機(jī)可能無(wú)法正確降落到平臺(tái)上。因此，衛(wèi)星定位技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)的精準(zhǔn)降落要求。

近年來(lái)，出現(xiàn)使用圖像識(shí)別及處理技術(shù)進(jìn)行無(wú)人機(jī)定位及降落的案例，使用圖像進(jìn)行無(wú)人機(jī)降落的優(yōu)點(diǎn)在于定位精度高、實(shí)時(shí)性高、不受電磁干擾等，但易受到光照、遮擋等影響。尤其是系留無(wú)人機(jī)，由于系留線(xiàn)位于無(wú)人機(jī)下方，很容易遮擋到圖像從而導(dǎo)致降落失敗。

此外，使用圖像技術(shù)的降落方式需要對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行改造，使無(wú)人機(jī)具備穩(wěn)定的圖像采集和處理能力，不同無(wú)人機(jī)的改造方式難易有別。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種面向多平臺(tái)無(wú)人機(jī)的自主精準(zhǔn)降落方法及降落盒，本發(fā)明適用于多種無(wú)人機(jī)平臺(tái)，采用精準(zhǔn)降落定位盒可方便地適配各種無(wú)人機(jī)平臺(tái)，無(wú)人機(jī)只需提供電源輸出和飛控輸入即可。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種面向多平臺(tái)無(wú)人機(jī)的自主精準(zhǔn)降落方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)降落平臺(tái)的大小設(shè)置靶標(biāo)，所述靶標(biāo)上設(shè)置有用于表示四個(gè)不同ID號(hào)的四個(gè)二維碼；

（2）無(wú)人機(jī)通過(guò)攝像頭采集靶標(biāo)上的二維碼圖像，根據(jù)采集到的二維碼圖像情況，得到定位信息；

（3）無(wú)人機(jī)根據(jù)定位信息實(shí)時(shí)調(diào)整位置；

（4）重復(fù)步驟（2）和（3），直至精準(zhǔn)降落到靶標(biāo)上。

進(jìn)一步的，所述四個(gè)二維碼中，第一二維碼和第二二維碼尺寸相同且邊-邊正對(duì)設(shè)置，第三二維碼和第四二維碼尺寸相同且邊-邊正對(duì)設(shè)置，第三二維碼和第四二維碼的尺寸小于第一二維碼和第二二維碼的尺寸，第三二維碼和第四二維碼的間距小于第一二維碼和第二二維碼的間距，第三二維碼和第四二維碼的中心點(diǎn)連線(xiàn)與第一二維碼和第二二維碼的中心點(diǎn)連線(xiàn)彼此垂直平分，第一二維碼和第二二維碼處于無(wú)人機(jī)的高位視場(chǎng)中，第三二維碼和第四二維碼處于無(wú)人機(jī)的低位視場(chǎng)中。

進(jìn)一步的，所述攝像頭為定焦廣角攝像頭，所述二維碼的碼制為AprilTag，陣列大小為8×8，第一二維碼和第二二維碼的尺寸為20cm×20cm，第三二維碼和第四二維碼的尺寸為10cm×10cm，第一二維碼和第二二維碼的間距為20cm，第三二維碼和第四二維碼的間距為10cm。

進(jìn)一步的，步驟（2）中，無(wú)人機(jī)通過(guò)GPS導(dǎo)航飛至靶標(biāo)的正上空，使得靶標(biāo)上的二維碼圖像出現(xiàn)在定焦廣角攝像頭的視野范圍內(nèi)；無(wú)人機(jī)采集到的二維碼圖像有15種情況，每種情況得到的定位信息為：

1）僅識(shí)別到第一二維碼：輸出的定位信息為(X₀+20cm,Y₀,Z₀,Yaw₀)，其中X₀為第一二維碼距離無(wú)人機(jī)中心的X方向偏差，Y₀為第一二維碼距離無(wú)人機(jī)中心的Y方向偏差，Z₀為第一二維碼距離無(wú)人機(jī)中心的Z方向偏差，Yaw₀為第一二維碼正方向與無(wú)人機(jī)正方向的偏角；