多信源融合的车载无人机自主降落控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多信源融合的车载无人机自主降落控制方法。针对车载无人机在车载起降平台高速移动过程中的自主降落难题，本发明专利技术将成熟的RTK定位与视觉定位相融合，并摒弃复杂的信息融合算法，通过比较RTK定位模块与视觉定位模块的目标位置可信度并选用目标位置可信度较高定位模块的目标位置信息作为控制车载无人机自主降落的导航信息来源。本发明专利技术还公开了一种多信源融合的车载无人机自主降落控制装置。相比现有技术，本发明专利技术技术方案可大幅提高车载无人机在车载起降平台移动过程中的自主降落准确性和安全性，且具有算法简单，对软硬件要求低的优势。对软硬件要求低的优势。对软硬件要求低的优势。

【技术实现步骤摘要】
多信源融合的车载无人机自主降落控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及无人机控制
，具体涉及一种多信源融合的车载无人机自主降落控制方法。

技术介绍

[0002]无人机技术朝着自动化、智能化的方向飞速发展。其中，车载无人机系统一直受到广泛的关注。车载无人机系统主要由车载起降平台、无人机飞行平台、地面监控系统、定位系统、通讯设备及通讯链路等组成。车载无人机可以在车载起降平台上完成自主起飞，并根据需要完成自主跟随、监视、侦察、巡检等任务；在无人机低电量或者使用者发出返航指令时，车载无人机可以跟随移动的车载平台，完成自主跟踪与降落。车载无人机系统可以很好的补充当前无人机续航时间短、飞行半径小的缺点，同时大大节省了作业时间。
[0003]车载无人机在需要返航至车载起降平台时的移动着陆是该系统的技术难点，无人机首先需要精确定位车载起降平台的位置，其次需要在复杂环境下进行降落控制，且需要与起降平台进行硬接触，定位不准或降落失败很容易导致无人机坠毁，造成财产损失甚至人身安全危险。目前，一些车载降落系统使用纯视觉导航方案对车载起降平台进行定位，但本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多信源融合的车载无人机自主降落控制方法，其特征在于，车载无人机在降落过程中分别通过RTK定位模块和视觉定位模块检测车载起降平台的位置，并选择RTK定位模块与视觉定位模块之中目标位置可信度较高的一个作为控制车载无人机自主降落的导航信息来源；其中，RTK定位模块的目标位置可信度C的定义式如下：C=Fix
status
×
（A+B+D）/3式中，通信准确率A=（N
total
‑
N
err
）/ N
total
，N
total
、N
err
分别表示单位时间内RTK定位模块所收到的车载起降平台的RTK定位数据包总数和其中数据校验错的数据包数量；通讯实时率B=M / N
total
，M表示相邻两帧RTK定位数据包的时间间隔小于预设最大时间间隔的情形在单位时间内出现的次数；Fix
status
；卫星定位可靠率D=Num/Num_max，Num_max表示单位时间内的定位卫星最大数量，Num表示当前的定位卫星数量；视觉定位模块的目标位置可信度S的定义式如下：式中，目标捕获率P=P
cap
/P
total
，P
total
、P
cap
分别表示视觉定位模块在单位时间内所获取到的图像帧总数和其中含有目标标识物的图像帧数；目标识别率，表示视觉定位模块对单位时间内所获取到的第i帧图像帧中的目标标识物的识别率。2.如权利要求1所述多信源融合的车载无人机自主降落控制方法，其特征在于，车载无人机在降落过程中根据车载无人机当前位置与车载起降平台中心的水平距离以及车载无人机当前位置与车载起降平台的垂直高度差，按照以下方法对降落过程进行控制：当所述水平距离大于第一距离阈值时，控制无人机当前高度不变；若此时所述垂直高度差小于第一高度阈值，则复飞；当所述水平距离大于第二距离阈值且小于等于第一距离阈值时，控制无人机低速下降；若此时所述垂直高度差小于第二高度阈值，则控制无人机当前高度不变；若此时所述垂直高度差小于第三高度阈值，则复飞；当所述水平距离大于第三距离阈值且小于等于第二距离阈值时，控制无人机中速下降；若此时所述垂直高度差小于第二高度阈值且大于等于第三高度阈值，则控制无人机低速下降；若此时所述垂直高度差小于第三高度阈值，则控制无人机当前高度不变；当所述水平距离小于等于第三距离阈值时，控制无人机快速下降；若此时无人机距离车载起降平台高度小于第二高度阈值，控制无人机低速下降；其中，第一距离阈值>第二距离阈值>第三距离阈值，第一高度阈值>第二高度阈值>第三高度阈值。3.如权利要求1或2所述多信源融合的车载无人机自主降落控制方法，其特征在于，在需要对导航信息来源进行切换时，若RTK定位模块和视觉定位模块所检测到的车载起降平台的目标位置差距超出预设范围，则以切换前所使用定位模块所输出的目标位置为原点，切换后定位模块所输出的目标位置为目标点，使用三次曲线拟合法，以无人机最大速度、加
速度限制作为约束条件，计算出原点与目标点之间的一条曲线，使用该曲线上的若干点作为路径点，控制无人机依次经过各个路径点最终到达目标点；若RTK定位模块和视觉模块所检测到的车载起降平台的目标位置差未超过预设范围，则直接使用切换定位模块后所输出的目标位置为目标点。4.如权利要求1或2所述多信源融合的车载无人机自主降落控制方法，其特征在于，所述视觉定位模块使用设置在车载起降平台上的Apriltag码作为目标标识物。5.如权利要求1或2所述多信源融合的车载无人机自主降落控制方法，其特征在于，所述视觉定位模块使用EPnP算法解算车载起降平台的位置信息。6.一种多信源融合的车载无人机自主降落控制装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛汉霖，何坤令，张杰，张晨，向玉龙，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：