[发明专利]一种基于机器视觉的无人机自主着陆测量方法

说明书

本申请提供了一种基于机器视觉的无人机自主着陆测量方法，所述方法包括：获取无人机着陆过程中的高度及距离跑道的距离，当所述无人距着陆机场的高度及距着陆跑道的距离满足预定条件时，获取具有机场跑道的图像；解析所述图像，获得跑道边缘线和地平线；根据跑道边缘线和地平线解算出所述无人机着陆过程中的飞行参数，所述飞行参数包括高度、侧偏距、滚转角、俯仰角及偏航角。本申请所提供的基于机器视觉的无人机自主着陆测量方法，通过引入视觉算法获得飞行参数，可以减轻无人机配重，提高飞机续航能力，且不接受外部设备发送的信息，抗干扰能力强，可以实现全天候、全天时着陆，搭载红外系统的视觉系统，可以避免天气，光照带来的影响。

技术领域

本申请属于无人机控制技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的无人机自主着陆测量方法。

背景技术

自主控制技术在无人机执行飞行任务过程中必不可少，尤其在下滑着陆阶段，良好的自主着陆技术是保证无人机安全的前提。

目前，着陆控制技术多INS(惯性导航系统)或GPS(全球定位系统)以为主，受电磁干扰的影响较大，而基于视觉系统的导航技术开发并不完善，需要在机场添加特定的图形、图像作为视觉引导的基准点，实用性不强、精度不高，给飞行员造成一定的操纵负担。

发明内容

本申请的目的是提供了一种基于机器视觉的无人机自主着陆测量方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种基于机器视觉的无人机自主着陆测量方法，所述方法包括：

获取无人机着陆过程中的高度及距离跑道的距离，当所述无人距着陆机场的高度及距着陆跑道的距离满足预定条件时，获取具有机场跑道的图像；

解析所述图像，获得跑道边缘线和地平线；

根据跑道边缘线和地平线解算出所述无人机着陆过程中的飞行参数，所述飞行参数包括高度、侧偏距、滚转角、俯仰角及偏航角。

进一步的，无人机着陆过程中的高度通过高度表获得，无人机距着陆跑道的距离通过惯导系统或GPS系统获得。

进一步的，所述预定条件为：无人机距着陆跑道的距离不超过5km，同时无人机距着陆机场的高度为100m～1000m。

进一步的，所述滚转角Ax为图像中的水平线与地平线的交角；

偏航角Ay满足

俯仰角Az满足

式中，u′_p和v′_p由图像中两条跑道边缘线交点P的坐标(u_p，v_p)乘滚转临时坐标系转换矩阵得到，f为相机焦距。

进一步的，所述高度Y₀满足：

所述侧偏距Z₀满足：

式中，W为机场跑道宽度，k₂、k₃为图像上的两条跑道边缘线斜率，k′₂和k′₃为滚转修正斜率。

进一步的，滚转修正斜率k′₂满足k′₂＝tan(tan^-1(k₂)-Ax)，滚转修正斜率k′₃满足k′₃＝tan(tan^-1(k₃)-Ax)。