[发明专利]一种基于激光雷达和相机数据融合的无人机定点降落方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达和相机数据融合的无人机定点降落方法，用于采用livox激光雷达的无人机的降落，其特征在于，包括：

相机拍摄无人机下方图像，识别图像中的Aruco码，获得Aruco码的二维点坐标，根据二维点坐标建立XOY平面；

激光雷达扫描无人机下方，获得三维点云及反射强度数据，根据反射强度数据识别Aruco码，获得Aruco码的三维点云坐标；

计算出相机二维点坐标和激光雷达三维点云坐标之间的变换矩阵M，将三维点云投影到XOY平面；

根据投影后的三维点云，计算Aruco码的中心位置；

将中心位置作为坐标原点在XOY平面建立坐标系；

将投影后的三维点云数据映射到所述坐标系上；

识别Aruco码角点，计算无人机与Aruco码角点的相对位置，形成无人机移动数据；

重复上述步骤，直至无人机与Aruco码角点位置对齐，完成定点降落。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达和相机数据融合的无人机定点降落方法,其特征在于，

根据反射强度数据识别Aruco码的方法包括：

R_L为黑色图案反射强度的最大值，R_H为白色图案反射强度的最小值；

定义一个中间区间[β₁,β₂]，β₁＝((σ-1)R_L+R_H)/σ,β₂＝(R_L+(σ-1)R_H)/σ,其中σ为预设常量值；

若三维点的反射强度小于β₁，则将三维点纳入黑色图案区域，若三维点的反射强度大于β₂，则将三维点纳入白色图案区域；

根据黑色图案区域和白色图案区域，识别出Aruco码。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达和相机数据融合的无人机定点降落方法,其特征在于，

反射强度数据与Aruco码的图案颜色之间的成本函数为：

其中，x_i表示第i个三维点的反射强度，f₁(x_i)用于确定三维点反射强度是否在中间区间[β₁,β₂]的范围内，C表示Aruco码的正方形格子，表示三维点，用于确定正方形格子C是否包含了三维点V_i表示第i个点对应的格子的四个顶点，c_i表示根据反射强度x_i估计的颜色值，表示三维点对应的图案颜色，0表示黑色，1表示白色，f₃用以确定三维点云映射错误的三维点位置，f₃＝min(Δx₁,Δx₂)+min(Δy₁,Δy₂)。