[發(fā)明專利]一種無人機(jī)降落控制方法、降落標(biāo)識及無人機(jī)

在審

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• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115527132A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范滿;王書堂;李小龍;王建嶺;馬平安
• 申請（專利權(quán)）人: 智洋創(chuàng)新科技股份有限公司
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: G06V20/17;G06V10/25;G06V10/44;G06K7/14
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 黃曉燕

本發(fā)明提供了一種無人機(jī)降落控制方法、降落標(biāo)識及無人機(jī)。控制方法包括響應(yīng)于降落命令，調(diào)整無人機(jī)機(jī)載相機(jī)向下拍攝；基于拍攝的視頻流或圖像，進(jìn)行邊緣檢測和多邊形擬合，篩選出降落標(biāo)識的外部輪廓；識別所述外部輪廓內(nèi)的編碼圖案，基于所述編碼圖案的位置信息和ID信息調(diào)整無人機(jī)位姿至降落標(biāo)識的正上方，并向所述降落標(biāo)識降落。本發(fā)明基于降落標(biāo)識，采用外部輪廓識別與二維碼條形碼精細(xì)識別，解決較高高度算法模型漏識別二維碼的問題，根據(jù)圖像或視頻流的分辨率大小調(diào)整識別策略，提升視覺識別效果和效率，依據(jù)多個二維碼和條形碼獲取無人機(jī)位置和姿態(tài)信息等，實現(xiàn)精準(zhǔn)降落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)降落控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種無人機(jī)降落控制方法、降落標(biāo)識及無人機(jī)。

背景技術(shù)

近年來，微型、旋翼無人機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用逐漸廣泛，其有重量輕，體積小，機(jī)動性強(qiáng)，易操控、成本低，可垂直起降等優(yōu)點，常用于攝像，監(jiān)控，定時巡查等任務(wù)。而無人機(jī)的降落技術(shù)一般依賴無人機(jī)自身的定位系統(tǒng)，包括衛(wèi)星導(dǎo)航定位，如GPS和北斗導(dǎo)航定位；慣導(dǎo)系統(tǒng)INS導(dǎo)航；RTK定位系統(tǒng)等。

在無人機(jī)降落過程中，衛(wèi)星導(dǎo)航會因多路徑、遮擋等因素會導(dǎo)致一系列的誤差，不能滿足無人機(jī)的精準(zhǔn)降落；慣性導(dǎo)航系統(tǒng)則隨著時間的積累，其誤差會越來越大，無法滿足無人機(jī)精準(zhǔn)降落；RTK定位系統(tǒng)需要額外架設(shè)，且依賴GPS衛(wèi)星等信號，可靠性和精度隨環(huán)境變化，其電磁信號會受環(huán)境遮擋、山區(qū)信號接收弱等影響，不能滿足無人機(jī)的精準(zhǔn)降落。

綜上可見，現(xiàn)有無人機(jī)降落控制方式存在降落不精準(zhǔn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種無人機(jī)降落控制方法、降落標(biāo)識及無人機(jī)，用于解決現(xiàn)有無人機(jī)降落控制方式并不能實現(xiàn)無人機(jī)精準(zhǔn)降落的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供了一種無人機(jī)降落標(biāo)識，所述降落標(biāo)識包括外部輪廓和內(nèi)部編碼區(qū)，所述外部輪廓包括一個多邊形或多個嵌套多邊形，所述內(nèi)部編碼區(qū)設(shè)置在所述外部輪廓的最外層多邊形的內(nèi)部，所述內(nèi)部編碼區(qū)內(nèi)設(shè)置多個編碼圖案，所述編碼圖案的尺寸由標(biāo)識中心向外逐漸變大。

進(jìn)一步地，所述編碼圖案包括多種類別的二維碼編碼圖案，所述內(nèi)部編碼區(qū)包括若干層編碼子區(qū)，每個編碼子區(qū)內(nèi)編碼圖案的尺寸相當(dāng)，且不同類別的所述二維碼編碼圖案交叉排列在同一編碼子區(qū)內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述同一編碼子區(qū)內(nèi)的二維碼編碼圖案呈預(yù)設(shè)角度旋轉(zhuǎn)排列，所述預(yù)設(shè)角度與距離當(dāng)前編碼子區(qū)最近的外接多邊形的內(nèi)角對應(yīng)設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述二維碼編碼圖案包括aruco二維碼編碼圖案，qrcode二維碼編碼圖案和barcode條形碼編碼圖案。

本發(fā)明第二方面提供了一種基于視覺導(dǎo)航定位的無人機(jī)降落控制方法，基于所述的無人機(jī)降落標(biāo)識，所述方法包括以下步驟：

響應(yīng)于降落命令，調(diào)整無人機(jī)機(jī)載相機(jī)向下拍攝；

基于拍攝的視頻流或圖像，進(jìn)行邊緣檢測和多邊形擬合，篩選出降落標(biāo)識的外部輪廓；

識別所述外部輪廓內(nèi)的編碼圖案，基于所述編碼圖案的位置信息和ID信息調(diào)整無人機(jī)位姿至降落標(biāo)識的正上方，并向所述降落標(biāo)識降落。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)行邊緣檢測和多邊形擬合，篩選出降落標(biāo)識的外部輪廓的過程具體為：

提取邊緣檢測后的二值化圖像輪廓信息；

將所述輪廓信息進(jìn)行多邊形擬合操作，將每個輪廓位置信息均擬合成多邊形；

根據(jù)降落標(biāo)識篩選擬合到的多邊形，得到降落標(biāo)識對應(yīng)多邊形的外部輪廓，所述篩選包括相鄰邊夾角角度的篩選、邊長長度的篩選和形狀的篩選。

進(jìn)一步地，所述降落標(biāo)識篩選基于圖像分辨率，采用不同的篩選標(biāo)準(zhǔn)，具體為：