一种基于单目视觉的无人机降落方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于单目视觉的无人机降落方法及装置，包括：在无人机准备返航时，确定目标飞行引导点，并控制无人机向目标飞行引导点飞行；当无人机处于目标飞行引导点时，将目标飞行引导点作为当前飞行点，并判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配；若不匹配，则调整无人机的位置；若匹配，则将下一个飞行引导点作为目标飞行引导点，并控制无人机向目标飞行引导点飞行，直至无人机降落地面。可见，在无人机返航时，可根据创建的飞行地图对无人机的返航路径进行校正，从而保证了无人机的自主降落，使无人机的降落更加精确和智能。

Unmanned aerial vehicle landing method and device based on monocular vision

The invention discloses a monocular vision UAV landing method and device, including: Based on the UAV ready to return, to determine the target flight guidance, and control the UAV to target flight guidance flight; when the UAV is in the target flight guidance, target flight guidance as the flight point in the current, and determine the UAV flight attitude and monocular image information, and whether the current flight map in the storage flight attitude information and monocular image information matching; if not matching, adjust the UAV position; if the match, will be the next flight guidance as target flight the guide points, and control the UAV to target flight guidance flight until the UAV landing. Thus, when the UAV returns, it can correct the return path of the UAV according to the created flight map, thus ensuring the autonomous landing of the UAV and making the landing of the UAV more accurate and intelligent.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目视觉的无人机降落方法及装置
本专利技术涉及无人机
，更具体地说，涉及一种基于单目视觉的无人机降落方法及装置。
技术介绍
当今，无人机凭借其使用便利、机动灵活且易于控制等优点成为航空领域的研究热点，并被广泛用于视频监视、侦察、航测航拍、灾害搜救、影视制作等场合。然而，无人机在复杂环境下的自主着陆既是技术难点也是我们越来越关注的焦点。无人机自主着陆是指无人机利用导航设备和飞行控制系统进行定位导航并最终着陆的过程。自主着陆对导航与控制精度及可靠性均有较高的要求，是无人机实现自主飞行的重要基础和关键技术。传统的无人机自主着陆的导航技术包括：惯性导航系统、GPS导航系统和惯性导航系统/GPS导航系统组合的导航系统。惯性导航系统是利用陀螺、速度计等惯性元件得到载体的位置与速度等导航参数，进而实现导航的导航系统。一般的，一个惯性导航系统包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。其最大缺点是误差会随着时间的推移而发散，因此难以长时间独立工作，而需与其它导航方法组合使用。GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。现在民用的定位精度可达10米内。由于GPS导航系统完全依靠导航卫星，存在信号易受干扰和技术垄断等问题，因此并不是一种完全自主的导航技术。因此，如何解决传统导航方式中存在的问题，提高无人机降落的精确性和智能性，是本领域技术人员需要解决的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于单目视觉的无人机降落方法及装置，以实现无人机的自主降落，使无人机的降落更加精确和智能。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种基于单目视觉的无人机降落方法，包括：在无人机准备返航时，确定与无人机飞行终点相邻的目标飞行引导点；利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行；当无人机处于目标飞行引导点时，将目标飞行引导点作为当前飞行点，并判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配；若不匹配，则调整无人机的位置，并继续执行所述判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配的步骤；若匹配，则将下一个飞行引导点作为目标飞行引导点，并继续执行所述利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行的步骤，直至无人机降落地面。其中，所述无人机降落地面之后，还包括：向地面站发送无人机降落通知。其中，所述无人机通过安置于无人机底座的单目摄像机，获取无人机在每个飞行引导点的单目图像信息。其中，所述在无人机准备返航时，确定与无人机飞行终点相邻的目标飞行引导点之前，还包括：无人机在未到达飞行终点的飞行过程中，途经每个飞行引导点时，采集每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息，并根据所述每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息创建所述飞行地图。其中，根据所述每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息创建所述飞行地图，包括：对每个飞行引导点的单目图像信息进行预处理，并提取环境特征；对无人机在每个飞行引导点的飞行位置进行推算，并将推算结果进行数据格式转换；对每个飞行引导点的环境特征和格式转换后的飞行位置进行不确定信息融合，并进行扩展卡尔曼滤波处理，并根据每个飞行引导点的处理结果构建所述飞行地图。一种基于单目视觉的无人机降落装置，包括：目标飞行引导点确定模块，用于在无人机准备返航时，确定与无人机飞行终点相邻的目标飞行引导点；无人机飞行控制模块，用于利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行，并在无人机处于目标飞行引导点时，将目标飞行引导点作为当前飞行点；判断模块，用于判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配；校正模块，用于在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息不匹配时，向所述无人机飞行控制模块发送无人机位置调整指令，并在位置调整后触发所述判断模块；目标飞行引导点更新模块，用于在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息匹配时，将下一个飞行引导点作为目标飞行引导点，并触发所述无人机飞行控制模块，直至无人机降落地面。其中，还包括：无线信号传输模块，用于在所述无人机降落地面之后，向地面站发送无人机降落通知。其中，所述无人机通过安置于无人机底座的单目摄像机，获取无人机在每个飞行引导点的单目图像信息。其中，还包括：飞行地图创建模块，用于在无人机未到达飞行终点的飞行过程中，途经每个飞行引导点时，采集每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息，并根据所述每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息创建所述飞行地图。其中，所述飞行地图创建模块包括：环境特征提取单元，用于对每个飞行引导点的单目图像信息进行预处理，并提取环境特征；飞行位置推算单元，用于对无人机在每个飞行引导点的飞行位置进行推算，并将推算结果进行数据格式转换；飞行地图构建单元，用于对每个飞行引导点的环境特征和格式转换后的飞行位置进行不确定信息融合，并进行扩展卡尔曼滤波处理，并根据每个飞行引导点的处理结果构建所述飞行地图。通过以上方案可知，本专利技术实施例提供的一种基于单目视觉的无人机降落方法，包括：在无人机准备返航时，确定与无人机飞行终点相邻的目标飞行引导点；利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行；当无人机处于目标飞行引导点时，将目标飞行引导点作为当前飞行点，并判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配；若不匹配，则调整无人机的位置，并继续执行所述判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配的步骤；若匹配，则将下一个飞行引导点作为目标飞行引导点，并继续执行所述利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行的步骤，直至无人机降落地面。可见，在本方案中，无人机在飞行时，可根据途经的多个飞行引导点创建飞行地图，这样在无人机返航时，便可根据创建的飞行地图对无人机的返航路径进行校正，从而保证了无人机的自主降落，使无人机的降落更加精确和智能；本专利技术还公开了一种基于单目视觉的无人机降落装置，同样能实现上述技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种基于单目视觉的无人机降落方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单目视觉的无人机降落方法，其特征在于，包括：在无人机准备返航时，确定与无人机飞行终点相邻的目标飞行引导点；利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行；当无人机处于目标飞行引导点时，将目标飞行引导点作为当前飞行点，并判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配；若不匹配，则调整无人机的位置，并继续执行所述判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配的步骤；若匹配，则将下一个飞行引导点作为目标飞行引导点，并继续执行所述利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行的步骤，直至无人机降落地面。

【技术特征摘要】
1.一种基于单目视觉的无人机降落方法，其特征在于，包括：在无人机准备返航时，确定与无人机飞行终点相邻的目标飞行引导点；利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行；当无人机处于目标飞行引导点时，将目标飞行引导点作为当前飞行点，并判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配；若不匹配，则调整无人机的位置，并继续执行所述判断无人机在当前飞行点的姿态信息和单目图像信息，与飞行地图中存储的当前飞行点的姿态信息和单目图像信息是否匹配的步骤；若匹配，则将下一个飞行引导点作为目标飞行引导点，并继续执行所述利用目标飞行引导点的位置信息，控制无人机向目标飞行引导点飞行的步骤，直至无人机降落地面。2.根据权利要求1所述的无人机降落方法，其特征在于，所述无人机降落地面之后，还包括：向地面站发送无人机降落通知。3.根据权利要求2所述的无人机降落方法，其特征在于，所述无人机通过安置于无人机底座的单目摄像机，获取无人机在每个飞行引导点的单目图像信息。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的无人机降落方法，其特征在于，所述在无人机准备返航时，确定与无人机飞行终点相邻的目标飞行引导点之前，还包括：无人机在未到达飞行终点的飞行过程中，途经每个飞行引导点时，采集每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息，并根据所述每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息创建所述飞行地图。5.根据权利要求4所述的无人机降落方法，其特征在于，根据所述每个飞行引导点的姿态信息和单目图像信息创建所述飞行地图，包括：对每个飞行引导点的单目图像信息进行预处理，并提取环境特征；对无人机在每个飞行引导点的飞行位置进行推算，并将推算结果进行数据格式转换；对每个飞行引导点的环境特征和格式转换后的飞行位置进行不确定信息融合，并进行扩展卡尔曼滤波处理，并根据每个飞行引导点的处理结果构建所述飞行地图。6.一种基于单目视觉的无人机降落装置，其特征在于，包括：目标飞行引导点确定模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆宏伟，周剑，王时丽，罗元泰，
申请(专利权)人：成都通甲优博科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51