[发明专利]一种旋翼无人机视觉着舰引导方法与系统

说明书

本发明属于航空航天技术领域，具体涉及一种旋翼无人机视觉着舰引导方法与系统。包括机载智能终端和地面辅助标识；机载智能终端包括视觉处理单元、可见光相机和红外相机，可见光相机或红外相机用于实时获取地面辅助标识图像信息，发送给视觉处理单元；视觉处理单元将接收的图像信息与视觉处理单元中的目标图像库进行比对，获取当前采集图像时刻对应的无人机着舰所需要的速度量，并反馈给飞控系统；飞控系统判断无人机当前速度是否满足无人机着舰所需要的速度量。本发明基于图像的视觉伺服控制，实现有监督控制下的无人机自主降落。

技术领域

本发明属于航空航天技术领域，具体涉及一种旋翼无人机视觉着舰引导方法与系统。

背景技术

目前，国内外成熟应用于旋翼无人机自动着舰引导的技术主要包括雷达引导和差分卫星引导两种方法，雷达引导方式通过在载舰平台安装引导雷达，在载机安装雷达应答机，雷达跟踪解算无人机与舰船的相对位置信息，通过测控数据链上传至无人机，引导无人机完成着舰控制；差分卫星引导方式通过在载舰平台布置差分卫星站，获取差分观测量信息，通过测控数据链上传至无人机，与机载差分卫星信息进行实时动态(RTK，Real-timeKinematic)解算，形成高精度的无人机与舰船相对位置信息，引导无人机完成着舰控制。

在实际工程应用中，这两种着舰引导方式均存在依赖测控数据链的问题，因数据链电磁信号易受外部干扰，进而会影响无人机的着舰稳定性。

发明内容

发明目的：提出一种可见光结合红外的视觉着舰方法及系统，基于图像的视觉伺服控制，实现有监督控制下的无人机自主降落。

技术方案：一方面，提供一种旋翼无人机视觉着舰引导系统，包括机载智能终端和地面辅助标识；机载智能终端包括视觉处理单元、可见光相机和红外相机，可见光相机或红外相机用于实时获取地面辅助标识图像信息，发送给视觉处理单元；

视觉处理单元将接收的图像信息与视觉处理单元中的目标图像库进行比对，获取当前采集图像时刻对应的无人机着舰所需要的速度量，并反馈给飞控系统；飞控系统判断无人机当前速度是否满足无人机着舰所需要的速度量；

若不满足，控制无人机的速度直至满足无人机着舰所需要的速度量；

若满足，则控制无人机下降高度，视觉处理单元根据接收的图像信息判断无人机相对地面辅助标识的位置，当地面辅助标识位于光相机和红外相机的视场中心时，飞控系统控制无人机下降高度，完成着舰；

当地面辅助标识偏离光相机和红外相机的视场中心时，视觉处理单元重新获取当前采集图像时刻所对应的无人机着舰所需要的速度量，并反馈给飞控系统；飞控系统控制无人机的速度直至满足无人机着舰所需要的速度量。

进一步地，地面辅助标识包括嵌套二维码标识和二维码标识周边的红外灯带。

进一步地，嵌套二维码标识包括内层二维码和外层二维码，内层二维码嵌套于外层二维码。

进一步地，视觉处理单元根据接收的图像信息判断无人机相对外层二维码的位置，当外层二维码位于光相机和红外相机的视场中心时，飞控系统控制无人机下降高度；

飞控系统控制无人机下降高度，当下降到可见光相机和红外相机视场不能覆盖外层二维码时，视觉处理单元根据接收的图像信息判断无人机相对内层二维码的位置；当内层二维码位于光相机和红外相机的视场中心时，飞控系统控制无人机下降高度，完成着舰。

进一步地，可见光相机的视频分辨率不低于1080P、红外相机视频分辨率不低于800×600P。

另一方面，提供一种旋翼无人机视觉着舰引导方法，利用如上所述的着舰引导系统，所述引导方法包括：

步骤1：通过可见光相机和红外相机大量采集着舰区域目标图像，建立着舰区域目标图像训练库；