自主着陆的方法和系统技术方案

技术编号:20881742 阅读:32 留言:0更新日期:2019-04-17 13:08
提供了用于自主着陆无人飞行器(UAV)的技术。可以基于由UAV搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记。可以基于所述多个图像确定UAV和目标标记之间的空间关系。可以基于所述空间关系控制UAV靠近目标标记,同时控制成像装置跟踪所述目标标记。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自主着陆的方法和系统
技术介绍
现代无人飞行器(UAV)用于执行诸如导航、监视和跟踪、遥感、搜索和救援、科学研究等各种任务。UAV的自主精确着陆往往是实现这些任务的重要部分。然而,现有技术未能提供精确可靠的着陆解决方案。
技术实现思路
根据实施例,提供了一种用于控制无人飞行器(UAV)的计算机实现的方法。该方法包括基于由所述UAV搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记;至少部分地基于所述多个图像确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系;以及至少部分地基于所述空间关系控制所述UAV靠近目标标记,同时控制所述成像装置跟踪所述目标标记,使得所述目标标记保持在所述成像装置的视野内。根据实施例,提供了一个或多个非暂时性计算机可读存储介质。所述存储介质存储计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在由计算系统执行时,将所述计算系统配置为执行包括以下内容的操作:基于由无人飞行器(UAV)搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记;至少部分地基于所述多个图像确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系;以及基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记,同时控制所述成像装置跟踪所述目标标记,使得所述目标标记保持在所述成像装置的视野内。根据实施例,提供了一种计算机系统。该计算机系统包括:存储器,存储一个或多个计算机可执行指令;以及一个或多个处理器,被配置为访问所述存储器并执行所述计算机可执行指令以执行包括以下内容的步骤:基于由无人飞行器(UAV)搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记;至少部分地基于所述多个图像确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系;以及基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记,同时控制所述成像装置跟踪所述目标标记,使得所述目标标记保持在所述成像装置的视野内。根据实施例,提供了一种无人飞行器(UAV)。该UAV包括:存储器,存储一个或多个计算机可执行指令;以及一个或多个处理器,被配置为访问所述存储器并执行所述计算机可执行指令以执行包括以下内容的步骤:基于由所述UAV搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记;至少部分地基于所述多个图像确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系;以及基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记,同时控制所述成像装置跟踪所述目标标记,使得所述目标标记保持在所述成像装置的视野内。在一些实施例中,目标标记可以是着陆标记、航向标记或安全标记。目标标记可以包括一个或多个同心特征。在一些实施例中,检测所述目标标记可以包括:识别所述多个图像中的一个或多个特征;将所述一个或多个特征与一个或多个候选标记相关联;向所述一个或多个候选标记分配相应的权重,每个权重指示相关联的所述候选标记是所述目标标记的可能性;以及至少部分地基于所述候选标记的权重从所述一个或多个候选标记中选择所述目标标记。在一些实施例中,将所述一个或多个特征与所述一个或多个候选标记相关联可以包括:基于一个或多个特征属性将第一图像中的第一特征与第二图像中的第二特征进行比较;以及基于所述比较来确定所述第一特征和所述第二特征是否对应于同一候选标记。在一些实施例中,所述一个或多个特征属性可以包括尺寸、视角或中心距。向所述一个或多个候选标记分配相应的权重可以至少部分地基于所述一个或多个特征的相对尺寸。向所述一个或多个候选标记分配相应的权重可以至少部分地基于所述一个或多个特征是否同心。在一些实施例中,控制所述成像装置跟踪所述目标标记可以包括:基于所述多个图像检测所述目标标记与所述成像装置的视野内的预定位置的偏差;以及实现所述成像装置的移动以校正所述偏差。实现所述成像装置的移动可以包括控制所述成像装置的载体以相对于所述UAV移动所述成像装置。实现所述成像装置的移动可以包括控制所述UAV关于所述UAV的俯仰轴、偏航轴或横滚轴移动。在一些实施例中,确定所述UAV和所述目标标记之间的所述空间关系可以包括:至少部分地基于所述多个图像确定目标标记在相机坐标系中的第一位置;以及至少部分地基于所述成像装置和所述UAV之间的空间关系,将所述目标标记在所述相机坐标系中的所述第一位置变换为所述目标标记在UAV坐标系中的第二位置。在一些实施例中,确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系包括水平距离和垂直距离,并且基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记可以包括:至少部分地基于所述水平距离生成一个或多个水平控制命令,以便UAV减小所述UAV和所述目标标记之间的所述水平距离;以及至少部分地基于所述水平距离生成一个或多个垂直控制命令,以便减小所述水平距离。在一些实施例中,所述UAV和所述目标标记之间的空间关系可以包括水平距离和垂直距离,并且基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记可以包括:至少部分地基于所述水平距离生成一个或多个水平控制命令,以便UAV减小所述UAV和所述目标标记之间的所述水平距离;以及至少部分地基于所述水平距离生成一个或多个垂直控制命令,以便UAV减小所述水平距离。在一些实施例中,所述水平控制命令可以用于控制所述UAV的水平速度。垂直控制命令可以用于控制所述UAV的垂直速度。在一些实施例中,所述UAV的垂直速度可以与所述UAV和所述目标标记之间的水平距离负相关。所述水平控制命令和所述垂直控制命令可以基本同时生成。在一些实施例中,可以控制所述UAV在着陆之前根据航向标记来对准其航向。在一些实施例中,可以在所述UAV着陆之前检测安全标记并验证所述安全标记。应该理解的是,本专利技术的不同方面可以单独地、共同地或者彼此组合地理解。本文描述的本专利技术的各个方面可以应用于下面阐述的任何特定应用或任何其它类型的可移动和/或静止物体之间的数据通信。通过阅读说明书、权利要求和附图,本专利技术的其它目的和特征将变得显而易见。附图说明本专利技术的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考下面的详细描述及其附图,将更好地理解本专利技术的特征和优点,所述详细描述中阐述了利用本专利技术的原理的说明性实施例,所述附图中:图1示出了根据实施例的用于UAV自主着陆的示例性过程。图2示出了根据实施例的包括不同尺寸的多个同心环的示例性标记。图3示出了根据实施例的其他示例性着陆标记。图4示出了根据实施例的着陆标记的示例性布置。图5示出了根据实施例的示例性航向标记。图6示出了根据实施例的附加示例性着陆和航向标记。图7示出了根据实施例的附加示例性着陆和航向标记。图8示出了根据实施例的安全标记相对于着陆/航向标记的示例性放置。图9示出了根据实施例的用于自主着陆的示例性过程。图10示出了根据实施例的用于自主着陆的另一示例性过程。图11示出了根据实施例的用于自主着陆的另一示例性过程。图12示出了根据实施例的用于检测目标标记的示例性过程。图13示出了根据实施例的用于检测目标标记的另一示例性过程。图14示出了根据实施例的用于关联不同帧中的特征的示例性方法。图15示出了根据实施例的用于确定特征的同心性的示例性方法。图16示出了根据实施例的用于使用成像装置跟踪目标标记的示例性过程。图17示出了根据实施例的用于将目标保持在预定位置的示例性方法。图18示出了根据实施例的用于控制UAV靠近目标标记的示例性过程。图19示出了根据实施例的用于UAV着陆的示例性方法。图20示出了根据实施例的包括载体和搭载物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制无人飞行器(UAV)的计算机实现的方法,包括:基于由所述UAV搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记;至少部分地基于所述多个图像确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系;以及至少部分地基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记,同时控制所述成像装置跟踪所述目标标记,使得所述目标标记保持在所述成像装置的视野内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制无人飞行器(UAV)的计算机实现的方法,包括:基于由所述UAV搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记;至少部分地基于所述多个图像确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系;以及至少部分地基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记,同时控制所述成像装置跟踪所述目标标记,使得所述目标标记保持在所述成像装置的视野内。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述目标标记是着陆标记、航向标记或安全标记。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述目标标记包括一个或多个同心特征。4.根据权利要求1所述的方法,其中检测所述目标标记包括:识别所述多个图像中的一个或多个特征;将所述一个或多个特征与一个或多个候选标记相关联;向所述一个或多个候选标记分配相应的权重,每个权重指示相关联的所述候选标记是所述目标标记的可能性;以及至少部分地基于所述候选标记的权重从所述一个或多个候选标记中选择所述目标标记。5.根据权利要求4所述的方法,其中将所述一个或多个特征与所述一个或多个候选标记相关联包括:基于一个或多个特征属性将第一图像中的第一特征与第二图像中的第二特征进行比较;以及基于所述比较来确定所述第一特征和所述第二特征是否对应于同一候选标记。6.根据权利要求5所述的方法,其中所述一个或多个特征属性包括尺寸、视角或中心距。7.根据权利要求4所述的方法,其中向所述一个或多个候选标记分配相应的权重至少部分地基于所述一个或多个特征的相对尺寸。8.根据权利要求4所述的方法,其中向所述一个或多个候选标记分配相应的权重至少部分地基于所述一个或多个特征是否同心。9.根据权利要求1所述的方法,其中控制所述成像装置跟踪所述目标标记包括:基于所述多个图像检测所述目标标记与所述成像装置的视野内的预定位置的偏差;以及实现所述成像装置的移动以校正所述偏差。10.根据权利要求9所述的方法,其中实现所述成像装置的移动包括控制所述成像装置的载体以相对于所述UAV移动所述成像装置。11.根据权利要求9所述的方法,其中实现所述成像装置的移动包括控制所述UAV关于所述UAV的俯仰轴、偏航轴或横滚轴移动。12.根据权利要求1所述的方法,其中确定所述UAV和所述目标标记之间的所述空间关系包括:至少部分地基于所述多个图像确定目标标记在相机坐标系中的第一位置;以及至少部分地基于所述成像装置和所述UAV之间的空间关系,将所述目标标记在所述相机坐标系中的所述第一位置变换为所述目标标记在UAV坐标系中的第二位置。13.根据权利要求1所述的方法,其中所述UAV和所述目标标记之间的空间关系包括水平距离和垂直距离,并且基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记包括:至少部分地基于所述水平距离生成一个或多个水平控制命令,以便UVA减小所述UAV和所述目标标记之间的所述水平距离;以及至少部分地基于所述水平距离生成一个或多个垂直控制命令,以便UAV减小所述水平距离。14.根据权利要求13所述的方法,其中所述水平控制命令用于控制所述UAV的水平速度。15.根据权利要求13所述的方法,其中所述垂直控制命令用于控制所述UAV的垂直速度。16.根据权利要求15所述的方法,其中所述UAV的垂直速度与所述UAV和所述目标标记之间的水平距离负相关。17.根据权利要求13所述的方法,其中所述水平控制命令和所述垂直控制命令基本同时生成。18.根据权利要求1所述的方法,还包括:控制所述UAV在着陆之前根据航向标记来对准其航向。19.根据权利要求1所述的方法,还包括:在所述UAV着陆之前检测安全标记并验证所述安全标记。20.一个或多个存储有计算机可执行指令的非暂时性计算机可读存储介质,所述计算机可执行指令在由计算系统执行时将所述计算系统配置为执行包括以下内容的操作:基于由无人飞行器(UAV)搭载的成像装置捕捉的多个图像来检测目标标记;至少部分地基于所述多个图像确定所述UAV和所述目标标记之间的空间关系;以及基于所述空间关系控制所述UAV靠近所述目标标记,同时控制所述成像装置跟踪所述目标标记,使得所述目标标记保持在所述成像装置的视野内。21.根据权利要求20所述的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质,其中检测所述目标标记包括:识别所述多个图像中的一个或多个特征;将所述一个或多个特征与一个或多个候选标...

【专利技术属性】
技术研发人员:栗培梁封旭阳赵丛钱杰周游
申请(专利权)人:深圳市大疆创新科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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