[發(fā)明專利]基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法

在審

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• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114706420A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 吳紹根;張兵;古凌嵐;吳嘉輝;張寺寧;張光旭;姚世東;蘇國明
• 申請（專利權）人: 廣東輕工職業(yè)技術學院;廣東鴻源智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 侯莉

1.一種基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、在目標降落點安裝閃爍點光源；

S2、在多旋翼無人機上安裝相機和雷達，其中，相機位于無人機底面中心位置；

S3、當無人機到達距離目標降落點的預設高度時，啟動雷達檢測無人機距離目標降落點的高度，并同時啟動相機拍攝目標降落點的圖像，且相機在一個拍攝周期內拍攝得到至少一張閃爍點光源處于點亮狀態(tài)的圖像和至少一張閃爍點光源處于熄滅狀態(tài)的圖像；

S4、將拍攝得到的圖像轉化為黑白二值化圖像，并做兩兩減法運算得到差值結果圖像，差值結果圖像中的白色點代表目標降落點，從差值結果圖像中找到白色點最多的圖像作為目標差值結果圖像；

S5、計算目標差值結果圖像中所有白色點的中心點在圖像中的坐標位置，該坐標位置即為目標降落點的位置；

S6、建立無人機所在位置與目標降落點位置的關系模型，根據(jù)該關系模型計算無人機在水平x方向和豎直y方向的移動距離以使無人機位于目標降落點的正上方，再控制無人機降落至目標降落點。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于：所述閃爍點光源位于目標降落點的中心點位置，或者以目標降落點的中心點位置為中心，圍繞此中心安裝多個閃爍點光源。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于：所述閃爍點光源是近紅外閃爍光。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于：所述預設高度是8m～15m。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于：在所述步驟S3中，根據(jù)閃爍點光源的閃爍頻率確定相機拍攝圖像的頻率：

設閃爍點光源的閃爍頻率為f1，相機拍攝圖像的頻率為f2，則：

f2＞f1，且f1＞2 and f1≠n*f1 公式⑴

f2＝argmin_f(f＞f1,f1＞2 and f≠n×f1) 公式⑵

其中，n為大于或等于1的正整數(shù)。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于：在所述步驟S4中，將拍攝得到的每幅圖像先轉換為灰度圖像，再將得到的灰度圖像轉換為黑白二值化圖像。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于：在所述步驟S4中，由以下公式計算找到目標差值結果圖像：

式中，I是目標差值結果圖像的編號；height是圖像的高度；width是圖像的寬度；diff_i是第i幅差值結果圖像；n是差值結果圖像的數(shù)量；x,y是以圖像的左上角為原點建立圖像坐標系中的坐標。

8.根據(jù)權利要求7所述的基于閃爍點光源和計算機視覺的多旋翼無人機精準降落方法，其特征在于：以目標差值結果圖像的左上角為原點建立圖像坐標系，x軸向右為正，y軸向下為正，計算目標差值結果圖像中白色點的中心點在圖像中的坐標位置：

式中，count是圖像中白色點的數(shù)量；X、Y是坐標位置；diff_I是目標差值結果圖像。