[发明专利]一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法

说明书

本发明公开了一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法，首先，无人机与无人艇进行通讯，无人机获取无人艇GPS信息后靠近运动的无人艇，然后，无人机自动识别无人艇上的靶标精确定位无人艇的位置进行近距离跟踪，最后，无人机下降，同时在不同高度识别不同层级和大小的靶标，获得无人机与靶标的相对位置信息，当无人机下降到一定高度时，无人机降落到运动的无人艇上。本发明通过基于GPS信息导航对无人艇的位置进行大致定位，然后基于图像的视觉导航对无人艇上的靶标进行精确定位，从而实现在无人艇运动状态下达到快速稳定的跟踪与降落，实现了无人机与无人艇的协同，解决了无人机无法快速稳定的跟踪并降落到运动的无人艇上的问题。

技术领域

本发明属于无人应用技术领域，更具体地，涉及一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法。

背景技术

随着全球创新格局的变化，无人系统作为一个庞大而崭新的行业已经诞生。以无人机、无人车、无人水面艇和无人水下艇为代表的无人系统技术近年发展势头迅猛，无人机更是“火爆”市场。随着全球人工智能、航空航天、智能制造的高速增长，无人系统必将迎来黄金时代。

单个的无人系统，无论是无人艇、无人机、还是无人车都存在一定的局限性，例如进行水域探测时仅仅依靠无人艇偶尔也会遇到各种不利因素如水域环境恶劣、浅滩等。此时如果将多个无人系统配合起来，将会产生‘1+1>2’的效果。如果无人艇上可以携带无人机，则在需要时放出无人机去进行水域甚至是陆地探测或其他任务，完成任务后，无人机自主识别无人艇上的靶标并降落到运动的无人艇上，从而完成无人机-无人艇协同起降。因此，提供一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法在无人机-无人艇协同中非常重要。

目前在国际上对于无人机在运动的无人艇上着陆的研究还很少，现有的方法基本上都是针对静止的或者无动力的无人艇进行无人机着陆，无人机在运动的无人艇上着陆的难点主要有一下两个方面：

1、由于在水面上，无人艇不仅在水平平面上存在移动，还有俯仰、偏航和横摇的姿态变化，使得无人机的降落平台很不稳定，两个运动的系统在这种情况下进行对接降落是非常困难的，现有的针对静止的或者无动力的无人艇进行无人机着陆的方法无法适用。

2、无人机和无人艇是两个独立的系统，依靠GPS只能实现米级的定位，而依靠视觉AprilTag靶标定位则可以实现厘米级定位，现有的针对静止的或者无动力的无人艇进行无人机着陆的方法往往通过识别一个AprilTag靶标进行定位，但是无人机在下降过程中，靶标在相机的视角中越来越大直到看不清全部的靶标，无法实现在不同高度上都可以对无人艇进行精确定位。

所以，提供一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法是亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法，旨在解决现有技术中由于基本上都是针对静止的或者无动力的无人艇进行无人机着陆而无法解决当无人艇处于运动状态下而导致无人机降落平台不稳定时，无人机无法快速稳定的跟踪并降落到运动的无人艇上的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法，包括以下步骤：

S1、远距离导航：通过无人机与无人艇之间建立通讯来获取无人艇的GPS信息，根据所得GPS信息控制无人机靠近运动的无人艇，当无人机能够识别无人艇上的靶标时，将无人机机头与无人艇的航向相对应并转至步骤S2；

S2、近距离追踪：当无人机在追踪无人艇的过程中能够识别无人艇上的靶标，且无人机达到可下降区域时，转至步骤S3；

S3、追踪并下降：当无人机在下降的过程中能够识别无人艇上的靶标，且无人机达到可降落高度时，无人机降落到无人艇上。