[发明专利]一种采用图像引导的无人机自主着陆方法及其实施装置

说明书

本发明适用于无人机着陆技术领域，提供了一种采用图像引导的无人机自主着陆方法及其实施装置，着陆方法具体是，无人机自主着陆时，无人机首先在GPS信号的引导下，飞行到离降落点一定距离的上空，此时无人机自带的机载摄像机能够识别地面上的降落点；无人机根据位于降落点内的若干个灯组成的点阵亮度的变化构成的脉冲信号，飞行调整到降落点的正上方；然后无人机自主下降，无人机下降的过程中，会根据若干个灯组成的点阵的图样的方向调整自身姿态；最后，无人机降落至由若干个灯组成的点阵图样中心点，完成降落；本发明成本低、精度高，能使无人机在降落点环境差的情况下精准降落。

技术领域

本发明属于无人机着陆技术领域，尤其涉及一种采用图像引导的无人机自主着陆方法及其实施装置。

背景技术

由于GPS民用信号的误差为米级，且易受周边高大建筑物的影响，造成无人机降落位置偏差较大；差分GPS接收机和差分站的成本非常高，普通的用户难以负担；即时定位与地图重建技术算法复杂、计算量大，对于计算性能的要求非常高，增加了电池负载和机载计算机的重量，缩短了无人机的飞行时间；

基于图形标识的定位方式，通常会将二维码或特殊符号覆盖于降落点，使用机载摄像机找到指定的降落位置；能为无人机的着陆提供更高的定位精度，而且能够设计出成本低廉、计算量较小的算法，但存在如下方面的问题：第一，当无人机与降落点之间超过一定距离后，图形标识很难被识别，造成无人机找不到着陆区域。第二，不良的气象条件（比如雾霾天气）会削弱机载摄像机的能见度，易造成图形标识无法识别，导致此类方法的失效；第三，由于拍摄角度的变化，图形标识的形变会为识别造成较大的难度；第四，由于降落点周围的环境中存在与降落点上类似的图形，将无人机引导到错误的降落地点。

发明内容

本发明提供一种采用图像引导的无人机自主着陆方法，旨在解决现有技术中无人机难以在降落点条件差的情况下难以识别图形，且容易误降的问题。

本发明还提供一种采用图像引导的无人机自主着陆方法的实施装置。

本发明是这样实现的，一种采用图像引导的无人机自主着陆方法，包括：

（1）在无人机自主着陆时，无人机首先在GPS信号的引导下，飞行到离降落点一定距离的上空，此时无人机自带的机载摄像机能够识别地面上的降落点；

（2）无人机根据位于降落点内的若干个灯组成的点阵亮度的变化构成的脉冲信号，飞行调整到降落点的正上方；

（3）然后无人机自主下降，无人机下降的过程中，会根据若干个灯组成的点阵的图样的方向调整自身姿态；

（4）最后，无人机降落至由若干个灯组成的点阵图样中心点，完成降落。

更进一步地，所述步骤（2）过程包括：

无人机到达离降落点一定距离的上空后保持悬停状态，同时使用机载摄像机开始采集正下方区域内的图像；

在采集的图像中搜索若干个灯组成的点阵亮度发生变化的区域，持续的记录每个区域内亮度变化的频率并发送给无人机的控制装置；

无人机控制装置根据若干个灯组成的点阵的亮度脉冲信号，调整无人机在空中的位置，使机载摄像机图像拍摄处的中心位置与若干个灯组成的点阵中心位置一致，调整完毕后无人机开始降落。

更进一步地，所述无人机控制装置根据若干个灯组成的点阵的亮度脉冲信号还包括：

与预先在无人机控制装置内设置好的用于比对的亮度变化频率相比较；

判断两者的亮度变化频率是否相同；

判断结果为是，则继续进行着陆流程；

判断结果为否，则报告一个错误，终止着陆流程。

更进一步地，所述步骤（3）过程包括：