【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无人机，尤其涉及一种系留无人机视觉定位方法、系统、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、系留无人机作为无人机领域的一个重要分支，其特点是将无人机和系留缆绳结合，采用地面电源供电，通过系留缆绳给无人机不间断传输电能，以使无人机长时间滞空悬停，完成规定工作任务。
2、目前，无人机主要依靠全球定位系统(gps，g l oba l pos it i on i ngsystem)，并通过无人机下目摄像头获取地面图像并根据算法进行辅助定位。然而，由于系留无人机长时间工作，容易出现gps失效或出现偏差的情况。此外，虽然系留无人机飞行范围不大，但地面的实际情况在无人机应用前仍是未知的，由于无法提前判断实际应用场景，因此算法需要做很多冗余训练，导致算法难度大，难以实现高精度定位。同时，在恶劣天气下环境对摄像头捕获信息的干扰也会降低图像的可靠性，导致定位精度下降。
技术实现思路
1、本申请实施例的主要目的在于提出一种系留无人机视觉定位方法、系统、电子设备及存储介质，旨在不依赖导航技术实现定位，提高系留无人机的定位精度。
2、为实现上述目的，本申请实施例的一方面提出了一种系留无人机视觉定位方法，所述方法包括：
3、通过红外摄像机获取系留无人机在空域中的定位图像集，其中，所述红外摄像机部署在地面端，所述定位图像集包括基准图像和对比图像；
4、根据所述系留无人机的热辐射特征对所述定位图像集进行识别处理，得到定位信息，其中，所述定位信息包括所述系留无人机
5、采用光流算法对所述定位信息进行基准对比处理，得到系留无人机的位移变化量；
6、根据所述位移变化量判断所述系留无人机是否发生偏移；
7、当所述系留无人机发生偏移，则采用闭环控制算法，根据所述位移变化量确定控制信号；
8、根据所述控制信号对所述系留无人机进行姿态调控处理，控制所述系留无人机回到基准位置。
9、在一些实施例中，所述通过红外摄像机获取系留无人机在空域中的定位图像集，包括以下步骤：
10、控制所述系留无人机运动至预设位置，其中，所述预设位置设置在所述红外摄像机的拍摄范围；
11、当所述系留无人机运动至预设位置，则控制所述红外摄像机拍摄热红外灰度图，得到基准图像；
12、按照预设频率控制所述红外摄像机拍摄热红外灰度图，得到不同时刻的对比图像；
13、根据所述基准图像和所述对比图像形成定位图像集。
14、在一些实施例中，所述根据所述系留无人机的热辐射特征对所述定位图像集进行识别处理，得到定位信息，包括以下步骤：
15、根据所述系留无人机的热辐射特征确定灰度值阈值；
16、将所述定位图像集中各图像的像素灰度值大于所述灰度值阈值的区域确定为目标区域；
17、通过边缘检测算法在所述目标区域中识别系留无人机外形，得到所述系留无人机在所述基准图像中的第一位置坐标和在所述对比图像中的第二位置坐标；
18、根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到定位信息。
19、在一些实施例中，所述采用光流算法对所述定位信息进行基准对比处理，得到系留无人机的位移变化量，包括以下步骤：
20、采用光流算法，根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标确定所述系留无人机在像素坐标系下的像素位移量；
21、基于像素坐标系与世界坐标系的映射关系，根据所述像素位移量确定系留无人机在世界坐标系下的位移变化量。
22、在一些实施例中，所述采用光流算法，根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标确定所述系留无人机在像素坐标系下的像素位移量，包括以下步骤：
23、根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到光流信息；
24、根据所述光流信息确定所述系留无人机在像素坐标系下的像素位移量。
25、在一些实施例中，所述采用闭环控制算法，根据所述位移变化量确定控制信号，包括以下步骤：
26、对所述位移变化量进行比例处理，得到所述位移变化量的比例值；
27、对所述位移变化量进行积分处理，得到所述位移变化量的积分值；
28、对所述位移变化量进行微分处理，得到所述位移变化量的微分值；
29、根据所述比例值、所述积分值和所述微分值确定调控偏航角、俯仰角和横滚角的控制信号。
30、在一些实施例中，所述系留无人机视觉定位方法还包括以下步骤：
31、通过系留线缆将所述控制信号从所述地面端发送给所述系留无人机。
32、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种系留无人机视觉定位系统，所述系统包括：
33、第一模块，用于通过红外摄像机获取系留无人机在空域中的定位图像集，其中，所述红外摄像机部署在地面端，所述定位图像集包括基准图像和对比图像；
34、第二模块，用于根据所述系留无人机的热辐射特征对所述定位图像集进行识别处理，得到定位信息，其中，所述定位信息包括所述系留无人机在所述基准图像中的第一位置坐标和在所述对比图像中的第二位置坐标；
35、第三模块，用于采用光流算法对所述定位信息进行基准对比处理，得到系留无人机的位移变化量；
36、第四模块，用于根据所述位移变化量判断所述系留无人机是否发生偏移；
37、第五模块，用于当所述系留无人机发生偏移，则采用闭环控制算法，根据所述位移变化量确定控制信号；
38、第六模块，用于根据所述控制信号对所述系留无人机进行姿态调控处理，控制所述系留无人机回到基准位置。
39、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。
40、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
41、本申请实施例至少包括以下有益效果：本申请提供一种系留无人机视觉定位方法、系统、电子设备及存储介质,该方案通过红外摄像机获取系留无人机在空域中的定位图像集，能够不受光照影响，在恶劣环境下捕获无人机的运动，同时空域中的干扰因素少，能够降低算法难度。通过根据系留无人机的热辐射特征对定位图像集进行识别处理，得到定位信息，采用光流算法对定位信息进行基准对比处理，得到系留无人机的位移变化量，根据位移变化量判断系留无人机是否发生偏移，当系留无人机发生偏移，则采用闭环控制算法，根据位移变化量确定控制信号，根据控制信号对系留无人机进行姿态调控处理，控制系留无人机回到基准位置，能够不依赖导航技术，基于离线图像处理技术实现定位，提高系留无人机的定位精度。
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1.一种系留无人机视觉定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过红外摄像机获取系留无人机在空域中的定位图像集，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述系留无人机的热辐射特征对所述定位图像集进行识别处理，得到定位信息，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用光流算法对所述定位信息进行基准对比处理，得到系留无人机的位移变化量，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用光流算法，根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标确定所述系留无人机在像素坐标系下的像素位移量，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用闭环控制算法，根据所述位移变化量确定控制信号，包括以下步骤：
7.根据权利要求1项所述的方法，其特征在于，所述系留无人机视觉定位方法还包括以下步骤：
8.一种系留无人机视觉定位系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种系留无人机视觉定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过红外摄像机获取系留无人机在空域中的定位图像集，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述系留无人机的热辐射特征对所述定位图像集进行识别处理，得到定位信息，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用光流算法对所述定位信息进行基准对比处理，得到系留无人机的位移变化量，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用光流算法，根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标确定所述系留无人机在像素坐标系下的像素位移量，...
【专利技术属性】
技术研发人员：严嘉奇，郑雪海，杨健鸿，
申请(专利权)人：广州成至智能机器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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