[发明专利]一种基于二维码识别的无人机自主降落方法

说明书

本发明公开了一种基于二维码识别的无人机自主降落方法。采用不同阶段融合多个传感器信息，在初始阶段主要由GPS信息引导无人机飞行至目标区域，然后通过视觉信息搜索、识别地面二维码，锁定降落位置的坐标。最后由多个传感器信息计算自身高度和目标坐标，通过飞行控制算法实现四旋翼无人机的高精度局部定位和自主降落。上述基于二维码识别的四旋翼无人机自主降落的方法，显著的提高了降落精度以及跟踪效率。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及基于二维码为承载体的识别定位技术。

背景技术

近年来，尤其是在民用领域，植保无人机、航拍无人机以及巡检无人机的应用越来越普及，大大提高了人们的工作效率，改善了人们的生活体验目前，四旋翼无人机室外定位主要通过GPS融合IMU、气压计等传感器。

普通GPS传感器价格便宜，但是其定位精度在米级，且在有阵风影响时误差更大，不适合用于高精度局部定位和自主降落。市场上精度在厘米级别的GPS传感器价格高昂、部署复杂，同时在高度估计时也有较大误差，因此难以普及。单独的加速度计、气压计传感器存在积分误差累计，同样不利于精准定位与降落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于二维码识别四旋翼无人机降落方法，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：基于二维码识别的四旋翼无人机自主降落方法，包括如下步骤：

步骤1，无人机接收到由GPS定位系统初步识别并依据无人机飞行高度进行分级降落；

步骤2，当无人机降落到一定高度时，可以对目标二维码进行寻找，划分出兴趣区域；

步骤3，在兴趣区域由视觉模块进行图片匹配，匹配成功之后以无人机的位置为原点对二维码的空间位置进行定位建立空间坐标系；

步骤4，通过串口接收视觉模块发送的定位坐标信息和超声波测距传感器发送的高度信息，再由飞行控制处理器将采集到的信息进行处理与判断，输出无人机平台飞行控制模块能够识别的导航指令，从而控制无人机自主降落到目标二维码上。

进一步，步骤3-4的具体过程为：

无人机根据GPS定位系统先在大范围内寻找目标二维码大致位置，并根据其高度不断进行降落；采用视觉识别系统对图像进行捕获，并处理图片获取信息；对图像进行矫正之后再进行解码提取QR码内容，依据QR码编码规范对数据进行解码，解码成功之后再进行匹配；完成解码后，以无人机位置为原点建立空间坐标系得到二维码精确空间坐标，传输信息通过控制使得无人机降落达到目标地理位置。

进一步，视觉识别系统对图像进行处理，可通过灰度化、图片旋转、阈值分割及图像去噪方法处理图片，降低图片数据量并提高输出帧率具有实时性。

进一步，还包括，可依据QR码编码依据对其进行解码得到内容然后再与设定好的内容进行匹配，若一致这表示匹配成功，定位精准。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供了一种基于二维码降落四旋翼无人机降落方法，侧重于检测无人机所处位置信息，实现精准定位以及高度协调降落；

一方面：本发明提供一种基于二维码自主降落的方法，其能够接收视觉识别系统提供的图像信息处理完成之后获取目标点信息从而确定无人机降落模式，同时可以实现实时跟踪目标点位置信息。

另一方面：无人机在降落过程当中，采用悬停降落相结合的方式，不断更新无人机距离目标点位置信息可切换到不同的飞行模式，并且对二维码进行更为精准的降落指令，采用逐步降落的方式实现更加稳定的降落，采用QR检测方式实现更精准降落。同时还包括无人机根据所处高度的不同会对机身采取降落速度及降落方向和降落姿态的实时调整。