[发明专利]一种基于视觉图像的无人机自动着舰引导方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于视觉图像的无人机自动着舰引导方法与系统，该方法包括：设定着舰点的位置为中心，根据中心构造包围着舰点的矩形标志区，在标志区的四个角放置识别标志；根据判断无人机是否处于着舰过程，若是，则采用长焦摄像机拍摄着舰图像，并根据着舰图像计算所述无人机的姿态；根据无人机的姿态判断无人机是否处于悬停状态，若是，则启用近焦摄像机拍摄悬停图像；识别悬停图像中的标志区的中心点，引导无人机的飞控系统对准中心点降落。本发明的基于视觉图像的无人机自动着舰引导方法和系统，克服无人机在降落过程由于GPS、地面和空中导航设备等外部因素的干扰无法精准降落的缺陷，实现无人机自动着舰。

技术领域

本发明涉及一种无人机自动着舰引导方法与系统，更具体地，涉及一种基于视觉图像的无人机自动着舰引导方法与系统。

背景技术

未来海上战争是信息化战争，高效、灵敏、强大的态势感知能力是开展新时期海上军事斗争的首要能力需求。有人驾驶飞机受限于人的生理限制，难以全天候24小时提供不间断的空中支援。而无人机可以不受人的生理限制，具有使用成本低、任务风险小的优点，有鉴于此，我军需要在中小型舰船上配备舰载无人机。由于中小型舰船可用起降空间狭小，所以传统的舰载无人机多采用无人直升机。但无人直升机受限于构型和飞行原理，存在飞行速度低、续航时间短、任务载荷小、振动幅度大等缺点，难以满足新时期海上军事斗争的能力要求。为解决上述问题，需要研制具有垂直起降功能的新构型固定翼舰载无人机来执行空中侦察、监视、通信中继、目标指示、电子干扰、充当诱饵以及配备机载导弹等武器，完成封锁、对海或反舰攻击等军事任务。固定翼舰载无人机执行完成任务后需要返回舰船，由于GPS导航信号等导航技术容易受到干扰，使得无人机不能精确降落在舰船的着舰点上。因此，需要使用不受GPS干扰，且不依赖地面和空中导航设备的导航技术引导无人机实现精准降落。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种基于视觉图像的无人机自动着舰引导方法与系统，实现无人机在降落过程中能够不依赖地面和空中导航设备并且不受GPS信号的干扰，精准降落在着舰点的目的。

为实现上述目的，本发明提供一种基于视觉图像的无人机自动着舰引导方法，包括以下步骤：

设定着舰点的位置为中心，根据所述中心构造包围所述着舰点的矩形标志区，在所述标志区的四个角放置识别标志；

根据判断无人机是否处于着舰过程，若是，则采用长焦摄像机拍摄着舰图像，并根据所述着舰图像计算所述无人机的姿态，并对所述无人机的姿态进行调整；

根据所述无人机的姿态判断所述无人机是否处于悬停状态，若是，则启用近焦摄像机拍摄悬停图像；

识别所述悬停图像中的标志区的中心点，引导所述无人机的飞控系统对准所述中心点降落。

进一步地，所述则启用近焦摄像机拍摄悬停图像之后，还包括：

判断所述悬停的图像中是否包含全部的标志区，若否，则启用广角摄像机拍摄悬停图像。

进一步地，所述着舰点和识别标志为椭圆，采用椭圆识别技术识别着舰点和识别标志，并得到所述着舰点和识别标志的参数。

本发明还一种基于视觉图像的无人机自动着舰引导系统，包括：

标识单元，用于设定着舰点的位置为中心，根据所述中心构造包围所述着舰点的矩形标志区，在所述标志区的四个角放置识别标志；

着舰调整单元，用于判断无人机是否开始着舰，并在开始着舰后启用长焦摄像机拍摄着舰图像，根据所述着舰图像计算所述无人机的姿态，引导无人机的飞控系统调整无人机的姿态；

悬停引导单元，用于判断无人机是否进入悬停状态，并在进入悬停状态后，启用近焦摄像机拍摄悬停图像，识别悬停图像中的标志区的中心点，引导无人机的飞控系统对准所述中心点降落。