基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法，该方法包括以下步骤：响应于无人艇发送的定位信号，无人机根据所述定位信号追踪无人艇位置；在追踪无人艇位置过程中，若检测到所述无人艇出现在视野范围，暂停接收定位信号；运动至所述无人艇的降落空域，并根据所述无人艇的运行状态实时调整无人机姿态以与所述无人艇保持相对静止；检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识确定无人机所在高度；控制无人机以与所在高度对应的速度下降。本发明专利技术解决了无人机不平稳降落至运动无人艇上的问题，实现了无人机自主识别无人艇和视觉定位标识并平稳降落至运动的无人艇上。的无人艇上。的无人艇上。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法及系统


[0001]本申请涉及无人机
，尤其涉及一种基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，无人系统在各个领域快速发展，典型的比如无人机、无人艇和无人潜航器等，然而，单个无人系统在某些特殊情况发挥的效能不高，例如无人艇无法在水域环境恶劣、浅滩的地方作业，无人机续航能力不强等，这就需要多个无人系统协同作业，在彼此不能作业的场合利用对方充分发挥自己的能力，使整个系统发挥出最大的效能。无人艇携带无人机，在一些无人艇去不了而需要去探测的地方放出无人机去进行探测，完成任务后，无人机自主识别无人艇，并且进一步识别无人艇上的靶标最终降落到运行的无人艇上，从而完成无人机与无人艇协同起降。
[0003]现有技术主要针对静止或者无动力的无人艇进行无人机着陆，本申请专利技术人发现上述技术存在无人机无法平稳降落至运动无人艇上的技术问题，因此，提供一种无人机自主识别无人艇上的靶标并平稳降落到运动的无人艇上的方法是至关重要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法及系统，旨在解决无人机无法平稳降落至运动无人艇上的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法，所述基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法包括以下步骤：
[0006]响应于无人艇发送的定位信号，无人机根据所述定位信号追踪无人艇位置；
[0007]在追踪无人艇位置过程中，若检测到所述无人艇出现在视野范围，暂停接收定位信号；
[0008]运动至所述无人艇的降落空域，并根据所述无人艇的运行状态实时调整无人机姿态以与所述无人艇保持相对静止；
[0009]检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识确定无人机所在高度；
[0010]控制无人机以与所在高度对应的速度下降。
[0011]在一实施例中，所述方法还包括：
[0012]根据人工操作无人机从不同高度和角度运动到无人艇的降落空域的操作数据，建立并训练无人机运动模型；
[0013]采用所述无人机运动模型控制所述无人机自主运动。
[0014]在一实施例中，所述视觉定位标识包括由外到内依次嵌套的外层视觉定位标识、中间层视觉定位标识、内层视觉定位标识。
[0015]在一实施例中，所述检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识
确定无人机所在高度，包括：
[0016]若检测到外层视觉定位标识，计算所述外层视觉定位标识的面积；
[0017]若检测到中间层视觉定位标识而无法检测外层视觉定位标识，计算所述中间层视觉定位标识的面积；
[0018]根据所述面积的大小确定无人机所在高度。
[0019]在一实施例中，所述检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识确定无人机所在高度，还包括：
[0020]采用无人机摄像头获取所述视觉定位标识的原始图像；
[0021]对所述摄像头获取的原始图像进行图像处理，提取所述视觉定位标识中各层视觉定位标识的特征；
[0022]调整无人机的位置，使各层视觉定位标识处于所述摄像头视野的中心。
[0023]在一实施例中，所述内层视觉定位标识为带有角点的异形图形；所述检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识确定无人机所在高度，包括：
[0024]当无人机下降至无法检测到中间层视觉定位标识时，对无人机所获取的图像进行图像处理以识别所述角点；
[0025]根据所述角点还原所述内层视觉定位标识并计算所述内层视觉定位标识的面积；
[0026]根据所述面积的大小确定无人机所在高度。
[0027]在一实施例中，当所述内层视觉定位标识的面积大于设定阈值时，关闭无人机动力。
[0028]在一实施例中，采用opencv中solvenPnP解算所述内层视觉定位标识。
[0029]本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的程序，所述基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一所述的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇方法的步骤。
[0030]本申请实施例还提供了一种无人机系统，所述无人机系统包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的程序，所述基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8任一所述的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇方法的步骤。
[0031]本申请实施例中提供的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法及系统的技术方案，至少具有如下技术效果：
[0032]由于采用了远距离自主导航，根据自主识别与自主运动指令控制无人机运动至无人艇的降落空域。近距离自主降落，根据视觉处理实时解算无人艇的航姿，进而实时调整无人机的姿态，根据无人机所在高度控制无人机下降速度的技术手段。所以，有效解决了定位信号弱与无法识别视觉定位标识的问题，实现了在无导航定位信号情况下依靠视觉精确定位，提高视觉定位标识的识别准确度。
附图说明
[0033]图1为本申请实施例涉及的无人机系统的硬件架构示意图；
[0034]图2为本申请基于视觉识别的无人机自主降落无人艇方法第一实施例的流程示意
图。
[0035]图3为本申请基于视觉识别的无人机自主降落无人艇方法第一实施例步骤S140的一个具体流程示意图。
[0036]图4为本申请基于视觉识别的无人机自主降落无人艇方法第二实施例的流程示意图。
[0037]图5为本申请视觉定位标识示意图。
[0038]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0039]本申请为了解决无人机不平稳降落至运动无人艇上的问题，采用了响应于无人艇发送的定位信号，无人机根据所述定位信号追踪无人艇位置；在追踪无人艇位置过程中，若检测到所述无人艇出现在视野范围，暂停接收定位信号；运动至所述无人艇的降落空域，并根据所述无人艇的运行状态实时调整无人机姿态以与所述无人艇保持相对静止；检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识确定无人机所在高度；控制无人机以与所在高度对应的速度下降的技术方案。实现了无人机自主识别无人艇和视觉定位标识并平稳降落至运动的无人艇上。
[0040]为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0041]结合图1所示，其为本申请各个实施例中涉及的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：响应于无人艇发送的定位信号，无人机根据所述定位信号追踪无人艇位置；在追踪无人艇位置过程中，若检测到所述无人艇出现在视野范围，暂停接收定位信号；运动至所述无人艇的降落空域，并根据所述无人艇的运行状态实时调整无人机姿态以与所述无人艇保持相对静止；检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识确定无人机所在高度；控制无人机以与所在高度对应的速度下降。2.如权利要求1所述的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法，其特征在于，还包括：根据人工操作无人机从不同高度和角度运动到无人艇的降落空域的操作数据，建立并训练无人机运动模型；采用所述无人机运动模型控制所述无人机自主运动。3.如权利要求1所述的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法，其特征在于，所述视觉定位标识包括由外到内依次嵌套的外层视觉定位标识、中间层视觉定位标识、内层视觉定位标识。4.如权利要求3所述的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法，其特征在于，所述检测无人艇上设置的视觉定位标识，根据所述视觉定位标识确定无人机所在高度，包括：若检测到外层视觉定位标识，计算所述外层视觉定位标识的面积；若检测到中间层视觉定位标识而无法检测外层视觉定位标识，计算所述中间层视觉定位标识的面积；根据所述面积的大小确定无人机所在高度。5.如权利要求4所述的基于视觉识别的无人机自主降落无人艇的方法，其特征在于，还包括：采用无人机摄像头获取所述视...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐辉平，陆海博，张爱东，李胜全，张卫东，张玉梅，杨玉亮，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：