多旋翼无人飞行器控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多旋翼无人飞行器控制系统，包括：图像采集模块，用于采集图像；其包括两个光轴平行，且相同规格参数的摄像头，两个摄像头均朝下放置于多旋翼无人飞行器下方；计算模块，用于根据两个摄像头采集到的图像来计算水平与垂直方向的光流，从而获得多旋翼无人飞行器的运动信息，以及利用双目图像匹配算法并结合两个摄像头采集到的图像，计算多旋翼无人飞行器距离地面的高度；控制模块，用于根据多旋翼无人飞行器的运动信息以及距离地面的高度，进行飞行器姿态与位置的控制。该系统旨在解决无人飞行器在复杂环境与室内自主飞行的问题，并且利用普通摄像头芯片实现高帧率，将光流与双目测距集成在一起，成本较低，并且减轻了飞行器载荷。

Multi rotor unmanned aerial vehicle control system

The invention discloses a multi rotor UAV control system, including: image acquisition module used for acquiring images; it includes two parallel to the optical axis, and the same specifications of the camera, two cameras were placed upside down on the ruav below; calculation module for optical flow to calculate the horizontal and vertical direction according to the two camera to capture the image, so as to obtain the motion information of multi rotor UAV, and using binocular image matching algorithm and combining the two camera to capture images, calculation of multi rotor unmanned aircraft from the ground height; the control module, according to the multi rotor UAV motion information and the height from the ground. Control of spacecraft attitude and position. The system is designed to solve the UAV in complex environment and indoor autonomous flight problems, and the use of the ordinary camera chip to achieve high frame rate, the optical flow and binocular ranging integrated, low cost, and reduce the vehicle load.

【技术实现步骤摘要】
多旋翼无人飞行器控制系统
本专利技术涉及图像处理及飞行器控制
，尤其涉及一种多旋翼无人飞行器控制系统。
技术介绍
目前，常见的无人飞行器导航是利用GPS(GlobalPositioningSystem)和IMU(InertialMeasurementUnit)的组合导航来实现的。但由于GPS在低空和室内定位缺陷和IMU的累积误差，导致无人飞行器在复杂环境下与室内的自主飞行较难实现。多数解决方案是引入双目视觉系统与光流传感器融合的方式，实现无人飞行器的精确控制。但是，双目视觉系统包含两个摄像头，光流传感器(一个摄像头)有高帧率的需求，成本较高，而且需要三个摄像头，增加了飞行器载荷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多旋翼无人飞行器控制系统，旨在解决无人飞行器在复杂环境与室内自主飞行的问题，并且利用普通摄像头芯片实现高帧率，将光流与双目测距集成在一起，成本较低，并且减轻了飞行器载荷。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种多旋翼无人飞行器控制系统，包括：图像采集模块，用于采集图像；其包括两个光轴平行，且相同规格参数的摄像头，两个摄像头均朝下放置于多旋翼无人飞行器下方；计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多旋翼无人飞行器控制系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于采集图像；其包括两个光轴平行，且相同规格参数的摄像头，两个摄像头均朝下放置于多旋翼无人飞行器下方；计算模块，用于根据两个摄像头采集到的图像来计算水平与垂直方向的光流，从而获得多旋翼无人飞行器的运动信息，以及利用双目图像匹配算法并结合两个摄像头采集到的图像，计算多旋翼无人飞行器距离地面的高度；控制模块，用于根据多旋翼无人飞行器的运动信息以及距离地面的高度，进行飞行器姿态与位置的控制。

【技术特征摘要】
1.一种多旋翼无人飞行器控制系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于采集图像；其包括两个光轴平行，且相同规格参数的摄像头，两个摄像头均朝下放置于多旋翼无人飞行器下方；计算模块，用于根据两个摄像头采集到的图像来计算水平与垂直方向的光流，从而获得多旋翼无人飞行器的运动信息，以及利用双目图像匹配算法并结合两个摄像头采集到的图像，计算多旋翼无人飞行器距离地面的高度；控制模块，用于根据多旋翼无人飞行器的运动信息以及距离地面的高度，进行飞行器姿态与位置的控制。2.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人飞行器控制系统，其特征在于，其中一个摄像头中的摄像头芯片sensor1水平放置，另一个摄像头中的摄像头芯片sensor2垂直放置；两个摄像头芯片通过设置寄存器，配置为中间行部分输出图像，达到高帧率输出；或者，采用摄像头芯片的下采样模式和binning模式来提高帧率；帧率的计算公式如下：其中，Frame_rate表示帧率，PCLK为时钟频率，VSize为图像高度，VBlank为场消隐，HSize为图像宽度，HBlankTime为行消隐时间。3.根据权利要求2所述的一种多旋翼无人飞行器控制系统，其特征在于，所述根据两个摄像头采集到的图像来计算水平与垂直方向的光流，从而获得多旋翼无人飞行器的运动信息包括：利用摄像头芯片sensor1采集的连续两帧图像P11和P12的亮度值I11和I12计算水平方向的光流；利用sensor2的连续两帧图像P21和P22的亮度值I21和I22计算垂直方向的光流，计算公式如下：a、计算图像P11的水平方向的梯度图像的亮度值Ixb.计算图像P21的垂直方向的梯度图像的亮度值Iyc.采用最小二乘法求取光流约束方程：Ix×u+It1＝0Iy×v...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦嘉鹏，程杰，赵建波，陈杰，刘志碧，
申请(专利权)人：北京思比科微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11