[发明专利]一种基于图像处理和模糊控制的无人机精确位置降落方法

摘要

本发明公开了一种基于图像处理和模糊控制的无人机精确位置降落方法。利用GPS卫星导航系统使无人机处于着陆航标附近，利用摄影机垂直向下对地面拍摄照片，识别出着陆航标为圆形区域，采用图像处理方法找到其圆心作为降落位置，通过无人机实时移动修正偏航角，根据圆心在空间坐标上的两个夹角采用模糊控制方法获得控制无人机运动的参数，利用气压定高计结合超声雷达，实时监测离地高度，地面控制站发出着陆信号进行缓降。本发明克服了GPS卫星定位精度不足导致降落事物的缺陷，大大降低了运用精确传感器的成本，也不需要建立精确的数学模型，设计简单，便于应用。

主权项

1.一种基于图像处理和模糊控制的无人机精确位置降落方法，其特征在于，包括了以下步骤：步骤一、利用GPS卫星导航系统使无人机处于着陆航标附近；步骤二、利用无人机上的摄影机垂直向下对地面拍摄一张照片，采用RGB平均值法识别出圆形的着陆航标；步骤三、采用图像处理方法在照片中围绕着陆航标的圆形区域找到其圆心作为降落的精确位置；步骤四、通过无人机实时移动修正偏航角，并且根据圆心与摄影机摄像头中心的连线在空间坐标上的两个夹角，采用模糊控制方法获得控制无人机运动的两个角度参数和一个油门参数；步骤五、利用气压定高计结合超声雷达，实时监测无人机降落时的离地高度：当无人机飞行高度降低了高度H且本身高度高于高度H时，返回步骤二重新导航；当无人机本身距地不足高度H时，进行步骤六；步骤六、地面控制站发出着陆信号，利用气压定高计结合超声雷达进行缓降；所述步骤四中的圆心与摄影机摄像头中心的连线在空间坐标上的两个夹角是指圆心和摄影机摄像头中心的连线在无人机摄像头平面的投影与机头直线方向所成的锐角夹角α以及圆心和摄影机摄像头中心的连线与过圆心垂直于地面的直线所形成的锐角夹角β；所述步骤四中的两个角度参数和一个油门参数是指俯仰角、滚动角和油门；所述的步骤四中模糊控制的处理过程具体是：将两个夹角及其夹角的变化率作为各自模糊控制器的输入，输入到模糊控制器中，依据已设定的系统变量和系统模糊控制方式，由模糊控制器输出控制无人机运动的两个角度参数和一个油门参数，发送给无人机的飞行控制系统。