[发明专利]一种基于视觉的无人机机库多阶段精确降落方法

权利要求书

1.一种基于视觉的无人机机库多阶段精确降落方法，其特征为，包括以下步骤：无人机飞至机库上方的空域，机库的停机坪上布置有无人机机库降落标志，并开始通过无人机的机载摄像机向下俯视采集图像，根据图像实时控制进行自主降落：

第一阶段，通过图像识别获得降落标志中的正方形，根据正方形来调整无人机的水平位置，调整后进行下降降落；随着无人机高度下降，图像内不能完整捕捉到正方形，此时进入无人机机库自主降落第二阶段；

第二阶段，识别降落标志中的同心圆和航向角参考线，根据同心圆调整无人机的水平位置，根据航向角参考线调整无人机的航向，调整后继续进行降落；当无人机降落到预设的高度阈值以下时，不再调整无人机的水平位置和航向，直接降落，直至无人机降落至机库的停机坪上。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的无人机机库多阶段精确降落方法，其特征为：所述的无人机机库降落标志主要由正方形、两个同心圆组成，两个同心圆均布置在正方形的正中央且同心布置，两个同心圆直径大小不同，较小的同心圆划分为两个半圆；两个半圆的填色不同，其中一个半圆和两个同心圆之间圆环的填色相同，另一个半圆和正方形的填色相同。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉的无人机机库多阶段精确降落方法，其特征为：所述的正方形为黑色，两个同心圆之间的圆环采用白色，同心圆由一个黑色半圆和一个白色半圆构成，黑色半圆和白色半圆之间形成一条黑白分明的分界线作为航向角参考线。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉的无人机机库多阶段精确降落方法，其特征为：所述的第一阶段中，根据正方形来调整无人机的水平位置，具体为：

通过图像识别检测到正方形的质心位置C₁(u_square，v_square)，并将质心位置C₁的坐标值与图像的中心点P₀(u₀，v₀)对应坐标值进行运算得到图像平面坐标系下的坐标值P_i(x_i，y_i)作为无人机中心与降落标志中心在像平面坐标系中的偏差，

然后按照以下公式计算得到无人机实际的位置偏差X_error和Y_error：

式中，H为无人机的飞行高度，f为无人机的机载摄像头的焦距；

最后通过无人机实际的位置偏差X_error和Y_error来调整无人机的水平位置使得无人机回中。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉的无人机机库多阶段精确降落方法，其特征为：所述的第二阶段中，根据同心圆调整无人机的水平位置，根据航向角参考线调整无人机的航向，具体为：

通过图像识别检测到同心圆的质心位置C₂，并将同心圆的质心位置C₂的坐标值与图像的中心点P₀(u₀，v₀)对应坐标值进行运算得到无人机中心与降落标志中心在像平面坐标系中的偏差，再计算得到无人机实际的位置偏差，进而调整无人机的水平位置使得无人机回中；

同时通过图像识别检测到同心圆的较小圆中的航向角参考线，获得降落标志的航向角，计算无人机的航向角和降落标志的航向角之间的偏差，进而调整无人机的航向角。