[发明专利]一种无人机降落到移动车辆顶部的视觉方法

权利要求书

1.一种无人机降落到移动车辆顶部的视觉方法，用于控制无人机在执行完任务后精确降落返回到目标车辆顶部，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，针对无人机的飞行高度按实际情况进行空间划分，在目标车辆的顶部设置第一标识区和第二标识区，所述第一标识区内设置有第一标识符和第二标识符；

步骤二，无人机在返航时通过机载通讯系统获取目标车辆的位置数据，并根据目标车辆的位置数据导航飞行；

步骤三，无人机飞至目标车辆中高空时，无人机的机载图像系统采集无人机下方的图像信息，并通过目标检测算法检测采集的图像信息中是否有目标车辆的图像；

步骤四，当目标检测算法检测到图像信息中有目标车辆后，实现基于摄像头图像信息的目标跟踪算法进行目标车辆的跟踪；

步骤五，在目标车辆跟踪的过程中，机载控制系统通过跟踪框在目标车辆视野中的位置来控制无人机的飞行角度，使跟踪框在跟踪目标车辆的过程中一直位于视野的中间，并控制无人机向目标车辆降落；

步骤六，当无人机在中高空对目标车辆跟踪失败后，重新进行步骤三、步骤四、步骤五；当无人机在低空对目标车辆跟踪失败后，无人机通过目标检测算法对第一标识符检测，检测成功之后，通过目标跟踪算法对第一标识符进行实时跟踪，机载控制系统使无人机向第一标识符降落；

步骤七，无人机在对第一标识符跟踪失败后，重新检测第一标识符，检测成功之后继续跟踪，并通过机载控制系统使无人机向第一标识符降落；

步骤八，当无人机降落至目标车辆顶部的距离小于10米时，通过目标检测算法检测在降落的过程中实时检测第二标识符；

步骤九，当目标检测算法对第二标识符检测成功时，通过机载控制系统获取第二标识符相对于跟踪框的角度和距离，并使无人机精准降落在目标车辆的顶部，当目标检测算法对第二标识符检测失败时，通过辅助降落方法实现实现无人机的精准降落；

在目标车辆和无人机上分别安装车载系统和机载系统，所述车载系统包括电性连接的电子单元LEU和车载应答器以及电路，所述机载系统包括电性连接的处理器、STM、BTM、DMI、记录单元，接口单元、机载天线、机载应答器；

所述机载应答器和车载应答器无线连接；

所述车载应答器接收到机载天线发射的电磁能量后，将其转化成电能，使车载应答器中的电子电路工作，把存储在目标车辆上应答器中的数据循环发送除去；

所述机载信号处理器通过应答器天线接口采集无人机的位移信息，所述机载信号处理器的功能链对无人机的位置信息进行解调、解码处理，并将得到信息送到cPCI总线接口供应用层软件板读取，从而实现当天色暗时或者信号中断时，实现无人机的精确降落；

在目标车辆跟踪过程中，根据跟踪框在无人机采集图像视野中的位置，不断控制无人机的飞行速度和角度，使跟踪框一直在视野的中间，并且控制无人机不断降落；

在无人机整个降落过程中，当车辆改变路径时，实时更新车辆的位置，并且无人机会反应性地跟随车辆的当前位置，直到无人机降落到目标车辆上；

所述目标检测算法以及目标跟踪算法平台为TX2架构的芯片，安装CUDA和CUDNN充分利用GPU和CPU的计算性能，以达到无人机对图象采集、处理的实时性的要求;

当无人机降落至距离目标车辆的距离为2m-10m时，无人机机载端实时检测是否有第二二维码，当无人机机载端对所述第二二维码检测成功，无人机通过二维码处理算法获取第二二维码相对于无人机的距离和角度，并通过机载控制系统控制无人机向第二二维码处降落；

当无人机降落至距离目标车辆的距离小于2m时，无人机机载端实时检测是否有第一二维码，当无人机机载端对所述第一二维码检测成功，无人机通过二维码处理算法，获取第一二维码相对于无人机的距离和角度，并通过机载控制系统控制无人机精准降落在目标车辆的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种无人机降落到移动车辆顶部的视觉方法，其特征在于，所述第一标识区设置在车顶中间，所述第二标识区设置在车顶边缘；

所述第一标识区包括第一标识符和若干第二标识符，所述第二标识符呈方型矩阵方式排列，所述第一标识符位于所述方型矩阵靠近车头的一侧；

所述第二标识区包括若干第二标识符号。