無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落控制方法，包括步驟一、無(wú)人機(jī)執(zhí)行準(zhǔn)備降落；步驟二、開(kāi)始盤(pán)旋并通過(guò)攝像機(jī)拍攝基站；步驟三、無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理、二值化處理，采用中心法確定中心點(diǎn)，當(dāng)中心點(diǎn)標(biāo)記為可疑點(diǎn)，對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行模式識(shí)別，當(dāng)模式匹配成功，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行降落；步驟四、無(wú)人機(jī)在降落過(guò)程中，飛控系統(tǒng)根據(jù)偏移量控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)；步驟五、無(wú)人機(jī)精確降落到該待降落基站。采用去噪、二值化處理、模式識(shí)別，降低干擾因素對(duì)尋找基站的影響，控制精度高。五人機(jī)在降落過(guò)程中，實(shí)時(shí)調(diào)整無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，保證無(wú)人機(jī)精確降落到基站。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)越來(lái)越得到大眾的青睞應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人機(jī)的飛行必須依靠專(zhuān)業(yè)的操縱者使用控制設(shè)備來(lái)操控，無(wú)論是遠(yuǎn)程還是近程，這種無(wú)人機(jī)智能化程度低，但在一些存在危險(xiǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域，比如進(jìn)行某些大型化工廠、儲(chǔ)存?zhèn)}的某些氣體或者液體泄露的檢測(cè)，需要無(wú)人機(jī)自動(dòng)起飛、執(zhí)行任務(wù)、自動(dòng)降落來(lái)完成任務(wù)。目前，自動(dòng)飛行無(wú)人機(jī)降落不能精確控制，尋找底面基站困難，降落位置判斷精度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)飛行無(wú)人機(jī)降落不能精確控制，尋找底面基站困難，降落位置判斷精度差的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，所述無(wú)人機(jī)上包括飛控系統(tǒng)、攝像機(jī)、定位模塊，飛控系統(tǒng)與攝像機(jī)、定位模塊之間電連接;無(wú)人機(jī)在空中盤(pán)旋尋找地面多個(gè)基站中的可降落的基站，并精準(zhǔn)降落，其控制方法包括如下步驟:
[0006]步驟一、無(wú)人機(jī)執(zhí)行準(zhǔn)備降落指令，所述指令由飛機(jī)控制系統(tǒng)或者地面的遙控裝置發(fā)出；
[0007]步驟二、無(wú)人機(jī)開(kāi)始盤(pán)旋尋找基站，通過(guò)攝像機(jī)拍攝基站，將拍攝的圖像傳送給無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng);所述每個(gè)基站上設(shè)置有多個(gè)信號(hào)發(fā)射端，攝像機(jī)拍攝的圖像包括基站周?chē)跋蠛投鄠€(gè)發(fā)光的信號(hào)發(fā)射端；
[0008]步驟三、無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理，將去噪處理輸出的圖像進(jìn)行固定閥值二值化處理，將整個(gè)圖像處理成黑、白圖像，并檢測(cè)黑色圖像區(qū)域輪廓，采用中心法確定每個(gè)黑色圖像區(qū)域中心點(diǎn)；所述黑色圖像區(qū)域?yàn)樾盘?hào)發(fā)射端所在位置區(qū)域；當(dāng)無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)判斷到圖像中中心點(diǎn)數(shù)目等于飛控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的特征點(diǎn)數(shù)目時(shí)，將這些中心點(diǎn)標(biāo)記為可疑點(diǎn)，并對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行模式識(shí)別:
[0009]3.1)、當(dāng)模式匹配不成功，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；
[0010]3.2)、當(dāng)模式匹配成功，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求；
[0011 ] 3.2.1)當(dāng)所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)接未收到該基站的降落許可命令，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟-* *
[0012]3.2.2)當(dāng)無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)接收到該基站的降落許可命令，則表明該基站可以降落，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行降落；
[0013]步驟四、無(wú)人機(jī)在降落過(guò)程中，定位模塊為實(shí)時(shí)將無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置信號(hào)傳送給飛控系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)計(jì)算無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置點(diǎn)與待降落基站目標(biāo)點(diǎn)在同一平面上的偏移量，并根據(jù)偏移量控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)；
[0014]步驟五、重復(fù)步驟四，直至無(wú)人機(jī)精確降落到該待降落基站，收回?zé)o人機(jī)。
[0015]進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理，采用高斯濾波去噪處理，將輸入的圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)與高斯內(nèi)核卷積，將卷積和當(dāng)作輸出像素值。去噪處理能夠降低其他干擾因素對(duì)無(wú)人機(jī)判斷基站可靠性的影響。
[0016]進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三中采用對(duì)圖像先腐蝕再膨脹的方式對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理。去噪處理能夠降低其他干擾因素對(duì)無(wú)人機(jī)判斷基站可靠性的影響。
[0017]進(jìn)一步改進(jìn)，所述所有基站上的信號(hào)發(fā)射端，發(fā)射波長(zhǎng)為950nm的紅外波;所述攝像機(jī)采用950nm紅外濾鏡。因?yàn)檫@個(gè)波段的電磁波，可見(jiàn)光干擾小，可靠性強(qiáng)，誤識(shí)別率低。
[0018]進(jìn)一步改進(jìn)，所述無(wú)人機(jī)上設(shè)置有增穩(wěn)云臺(tái)，攝像機(jī)設(shè)置在增穩(wěn)云臺(tái)上，攝像機(jī)通過(guò)usb或cmos與飛控系統(tǒng)連接。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不真實(shí)性加大，為了解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一體化增穩(wěn)云臺(tái)，將攝像頭嵌入到一體化增穩(wěn)云臺(tái)中。
[0019]進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷多個(gè)可疑點(diǎn)構(gòu)成的圖案是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)圖形相同:
[0020]1)、當(dāng)可疑點(diǎn)不能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；
[0021]2)、當(dāng)多個(gè)可疑點(diǎn)能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。
[0022]進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同:
[0023]1)、當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率不同，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；
[0024]2)、當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。
[0025]進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷多個(gè)可疑點(diǎn)構(gòu)成的圖案是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)圖形相同，同時(shí)判斷可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同:
[0026]1)、當(dāng)可疑點(diǎn)不能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；
[0027]2)、當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率不同，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；
[0028]3)、當(dāng)多個(gè)可疑點(diǎn)能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，且可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。
[0029]進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，所述步驟四中無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)偏移量控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，其中無(wú)人機(jī)與基站降落點(diǎn)的在同一水平面的上偏差量S = 0.3hn/f;
[0030]其中，S為降落過(guò)程中無(wú)人機(jī)與基站目標(biāo)點(diǎn)的在同一水平面的上偏差量；
[0031 ] h為此時(shí)無(wú)人機(jī)攝像機(jī)鏡頭到基站目標(biāo)點(diǎn)的垂直高度；
[0032]f為攝像機(jī)鏡頭的焦距；
[0033]η為圖像上目標(biāo)點(diǎn)與無(wú)人機(jī)之間的像素?cái)?shù)量；
[0034]根據(jù)S的大小實(shí)時(shí)調(diào)整無(wú)人機(jī)與目標(biāo)點(diǎn)之間的水平距離，盡可能的保證
[0035]S為零，即無(wú)人機(jī)位于基站目標(biāo)點(diǎn)的正上方。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0037]1、所述控制方法，通過(guò)發(fā)射、采集波長(zhǎng)為950nm的紅外波來(lái)進(jìn)行尋找基站，950nm波段的電磁波可見(jiàn)光干擾小，可靠性強(qiáng)，誤識(shí)別率低。
[0038]2、采用去噪、二值化處理、模式識(shí)別，降低干擾因素對(duì)尋找基站的影響，控制精度尚O
[0039]3、通過(guò)設(shè)置有增穩(wěn)云臺(tái)，降低無(wú)人機(jī)的震動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)真實(shí)性的影響，提高了穩(wěn)定性，保證控制精度。
[0040]4、無(wú)人機(jī)在降落過(guò)程中，定位模塊為實(shí)時(shí)將無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置信號(hào)傳送給飛控系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)計(jì)算無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置點(diǎn)與待降落基站目標(biāo)點(diǎn)在同一平面上的偏移量，并根據(jù)偏移量控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，保證無(wú)人機(jī)精確降落到該待降落基站。
【附圖說(shuō)明】
[0041 ]圖1為本發(fā)明所述無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0043]實(shí)施例一:
[0044]如圖1所示，無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，所述無(wú)人機(jī)上包括飛控系統(tǒng)、攝像機(jī)、定位模塊，飛控系統(tǒng)與攝像機(jī)、定位模塊之間電連接；飛控系統(tǒng)中央處理器主頻為1.2GHz以上，所述無(wú)人機(jī)在空中盤(pán)旋尋找地面多個(gè)基站中的可降落的基站，并精準(zhǔn)降落，其控制方法包括如下步驟:
[0045]步驟一、無(wú)人機(jī)執(zhí)行準(zhǔn)備降落指令，所述指令由飛機(jī)控制系統(tǒng)或者地面的遙控裝置發(fā)出；
[0046]步驟二、無(wú)人機(jī)開(kāi)始盤(pán)旋尋找基站，通過(guò)攝像機(jī)拍攝基站，將拍攝的圖像傳送給無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng);所述每個(gè)基站上設(shè)置有多個(gè)信號(hào)發(fā)射端，攝像機(jī)拍攝的圖像包括基站周?chē)跋蠛投鄠€(gè)發(fā)光的信號(hào)發(fā)射端；
[0047]步驟三、無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理，將去噪處理輸出的圖像進(jìn)行固定閥值二值化處理，將整個(gè)圖像處理成黑、白圖像，并檢測(cè)黑色圖像區(qū)域輪廓，采用中心法確定每個(gè)黑色圖像區(qū)域中心點(diǎn)；所述黑色圖像區(qū)域?yàn)樾盘?hào)發(fā)射端所在位置區(qū)域；當(dāng)無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)判斷到圖像中中心點(diǎn)數(shù)目等于飛控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的特征點(diǎn)數(shù)目時(shí)，將這些中心點(diǎn)標(biāo)記為可疑點(diǎn)，并對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行模式識(shí)別，通過(guò)對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行模式識(shí)別可以防止外人用紅外燈塔捕獲無(wú)人機(jī)。
[0048]其中，對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷多個(gè)可疑點(diǎn)構(gòu)成的圖案是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)圖形相同:
[0049]3.1)、當(dāng)可疑點(diǎn)不能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟-* *
[0050]3.2)、當(dāng)多個(gè)可疑點(diǎn)能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。
[0051]3.2.1)當(dāng)所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)接未收到該基站的降落許可命令，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟-* *
[0052]3.2.2)當(dāng)無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)接收到該基站的降落許可命令，則表明該基站可以降落，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行降落；
[0053]步驟四、無(wú)人機(jī)在降落過(guò)程中，定位模塊為實(shí)時(shí)將無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置信號(hào)傳送給飛控系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)計(jì)算無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置點(diǎn)與待降落基站目標(biāo)點(diǎn)在同一平面上的偏移量，并根據(jù)偏移量控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，其中無(wú)人機(jī)與基站降落點(diǎn)的在同一水平面的上偏差量S = 0.3hn/f ；
[0054]其中，S為降落過(guò)程中無(wú)人機(jī)與基站目標(biāo)點(diǎn)的在同一水平面的上偏差量；
[0055]h為此時(shí)無(wú)人機(jī)攝像機(jī)鏡頭到基站目標(biāo)點(diǎn)的垂直高度；
[0056]f為攝像機(jī)鏡頭的焦距；
[0057]η為圖像上目標(biāo)點(diǎn)與無(wú)人機(jī)之間的像素?cái)?shù)量；
[0058]根據(jù)S的大小實(shí)時(shí)調(diào)整無(wú)人機(jī)與目標(biāo)點(diǎn)之間的水平距離，盡可能的保證[0059 ] S為零，即無(wú)人機(jī)位于基站目標(biāo)點(diǎn)的正上方；
[0060]步驟五、重復(fù)步驟四，直至無(wú)人機(jī)精確降落到該待降落基站，收回?zé)o人機(jī)。
[0061]在本實(shí)施例中，所述步驟三對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行去噪處理，采用高斯濾波去噪處理，將輸入的紅外信號(hào)的每一個(gè)像素點(diǎn)與高斯內(nèi)核卷積，將卷積和當(dāng)作輸出像素值。
[0062]在本實(shí)施例中，所述所有基站上均設(shè)置有紅外發(fā)射器，發(fā)射波長(zhǎng)為950nm的紅外波，攝像機(jī)采用950nm紅外濾鏡。
[0063]在本實(shí)施例中，所述無(wú)人機(jī)上設(shè)置有增穩(wěn)云臺(tái)，攝像機(jī)設(shè)置在增穩(wěn)云臺(tái)上，攝像機(jī)通過(guò)usb或cmos與飛控系統(tǒng)連接，
[0064]實(shí)施例二:
[0065]在本實(shí)施例中，所述步驟三中采用對(duì)圖像先腐蝕再膨脹的方式對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理。去噪處理能夠降低其他干擾因素對(duì)無(wú)人機(jī)判斷基站可靠性的影響。其他步驟與實(shí)施例一中相同。
[0066]實(shí)施例三:
[0067]在本實(shí)施例中，步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同:當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率不同，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。其他步驟與實(shí)施例一或二中相同。
[0068]實(shí)施例四:
[0069]在本實(shí)施例中，所述步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷多個(gè)可疑點(diǎn)構(gòu)成的圖案是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)圖形相同，同時(shí)判斷可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同:當(dāng)可疑點(diǎn)不能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率不同，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二；當(dāng)多個(gè)可疑點(diǎn)能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，且可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。其他步驟與實(shí)施例一或二中相同。
[0070]本發(fā)明中未做特別說(shuō)明的均為現(xiàn)有技術(shù)或者通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，而且本發(fā)明中所述具體實(shí)施案例僅為本發(fā)明的典型實(shí)施案例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)上包括飛控系統(tǒng)、攝像機(jī)、定位模塊，飛控系統(tǒng)與攝像機(jī)、定位模塊之間電連接;無(wú)人機(jī)在空中盤(pán)旋尋找地面多個(gè)基站中的可降落的基站，并精準(zhǔn)降落，其控制方法包括如下步驟: 步驟一、無(wú)人機(jī)執(zhí)行準(zhǔn)備降落指令，所述指令由飛機(jī)控制系統(tǒng)或者地面的遙控裝置發(fā)出； 步驟二、無(wú)人機(jī)開(kāi)始盤(pán)旋尋找基站，通過(guò)攝像機(jī)拍攝基站，將拍攝的圖像傳送給無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng);所述每個(gè)基站上設(shè)置有多個(gè)信號(hào)發(fā)射端，攝像機(jī)拍攝的圖像包括基站周?chē)跋蠛投鄠€(gè)發(fā)光的信號(hào)發(fā)射端； 步驟三、無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理，將去噪處理輸出的圖像進(jìn)行固定閥值二值化處理，將整個(gè)圖像處理成黑、白圖像，并檢測(cè)黑色圖像區(qū)域輪廓，采用中心法確定每個(gè)黑色圖像區(qū)域中心點(diǎn)；所述黑色圖像區(qū)域?yàn)樾盘?hào)發(fā)射端所在位置區(qū)域；當(dāng)無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)判斷到圖像中中心點(diǎn)數(shù)目等于飛控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的特征點(diǎn)數(shù)目時(shí)，將這些中心點(diǎn)標(biāo)記為可疑點(diǎn)，并對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行模式識(shí)別: 3.1)、當(dāng)模式匹配不成功，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二； 3.2)、當(dāng)模式匹配成功，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求； 3.2.1)當(dāng)所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)接未收到該基站的降落許可命令，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二 ； 3.2.2)當(dāng)無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)接收到該基站的降落許可命令，則表明該基站可以降落，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行降落； 步驟四、無(wú)人機(jī)在降落過(guò)程中，定位模塊為實(shí)時(shí)將無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置信號(hào)傳送給飛控系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)計(jì)算無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置點(diǎn)與待降落基站目標(biāo)點(diǎn)在同一平面上的偏移量，并根據(jù)偏移量控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)； 步驟五、重復(fù)步驟四，直至無(wú)人機(jī)精確降落到該待降落基站，收回?zé)o人機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述步驟三對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理，采用高斯濾波去噪處理，將輸入的圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)與高斯內(nèi)核卷積，將卷積和當(dāng)作輸出像素值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述步驟三中采用對(duì)圖像先腐蝕再膨脹的方式對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行去噪處理。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述所有基站上的信號(hào)發(fā)射端，發(fā)射波長(zhǎng)為950nm的紅外波;所述攝像機(jī)采用950nm紅外濾鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)上設(shè)置有增穩(wěn)云臺(tái)，攝像機(jī)設(shè)置在增穩(wěn)云臺(tái)上，攝像機(jī)通過(guò)usb或cmos與飛控系統(tǒng)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷多個(gè)可疑點(diǎn)構(gòu)成的圖案是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)圖形相同: 1)、當(dāng)可疑點(diǎn)不能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二； 2)、當(dāng)多個(gè)可疑點(diǎn)能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同: 1)、當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率不同，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二 ； 2)、當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述步驟三中對(duì)可疑點(diǎn)的模式識(shí)別為判斷多個(gè)可疑點(diǎn)構(gòu)成的圖案是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)圖形相同，同時(shí)判斷可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率是否與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同: 1)、當(dāng)可疑點(diǎn)不能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二； 2)當(dāng)可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率不同，則說(shuō)明該基站為非降落基站，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟二 ； 3)當(dāng)多個(gè)可疑點(diǎn)能構(gòu)成預(yù)設(shè)圖像，且可疑點(diǎn)所發(fā)出的紅外信號(hào)閃爍頻率與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的信號(hào)閃爍頻率相同，則這些可疑點(diǎn)被標(biāo)記為目標(biāo)點(diǎn)，并向該基站發(fā)出降落請(qǐng)求。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，其特征在于，所述步驟四中無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)偏移量控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，其中無(wú)人機(jī)與基站降落點(diǎn)的在同一水平面的上偏差量S = 0.3hn/f; 其中，S為降落過(guò)程中無(wú)人機(jī)與基站目標(biāo)點(diǎn)的在同一水平面的上偏差量； h為此時(shí)無(wú)人機(jī)攝像機(jī)鏡頭到基站目標(biāo)點(diǎn)的垂直高度； f為攝像機(jī)鏡頭的焦距； η為圖像上目標(biāo)點(diǎn)與無(wú)人機(jī)之間的像素?cái)?shù)量； 根據(jù)S的大小實(shí)時(shí)調(diào)整無(wú)人機(jī)與目標(biāo)點(diǎn)之間的水平距離，盡可能的保證S為零，即無(wú)人機(jī)位于基站目標(biāo)點(diǎn)的正上方。
【文檔編號(hào)】G05D1/12GK106020239SQ201610628067
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月2日
【發(fā)明人】雷增榮, 段文博, 郭力, 高月山, 張偉
【申請(qǐng)人】南京奇蛙智能科技有限公司