[发明专利]基于标识点视觉导航与SINS的飞行器路径规划方法及系统

摘要

本发明提供一种基于标识点视觉导航与SINS的飞行器路径规划方法及系统，采用基于标识点的视觉导航与捷联惯性导航结合的组合导航系统实现多旋翼飞行器在具有禁飞区等复杂地形环境中获得最短可导航轨迹的路径规划，其通过PC端地面控制系统实现多旋翼飞行器的远程控制，实时图像与飞行姿态获取，定位信息实时回传；采用基于标识点的视觉导航技术与惯性导航技术构成组合导航系统，实现多旋翼飞行器精确定位；通过比较实时获取图像和板载预存参考图像中标识点的相对位置实现飞行器基于标识点的视觉导航，具有成本低、精度高，可远程控制，可用于室内与室外、二维与三维空间环境等优点。经过测试验证，该路径规划系统与方法的精度达到±10cm。

主权项

1.基于标识点视觉导航与SINS的飞行器路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在多旋翼飞行器起飞前，初始化起始点、目标点信息，加载已知的地理图像数据库与起始点特征；获取飞行器当前位置的定位信息；PC端地面控制系统计算起始点与目标点之间的最终最短可导航轨迹：离线预处理运行寻找由起始点至所有标识点以及由所有标识点至目标点可行飞行轨迹子算法与构建最短轨迹网络子算法；多旋翼飞行器在线运行连接起始点、所有标识点和目标点至最终的最短轨迹网络子算法与寻找最终最短可导航轨迹子算法；PC端地面控制系统向多旋翼飞行器发送起飞控制指令；步骤2、多旋翼飞行器实时获取飞行姿态、下视图像并无线传输至PC端地面控制系统；步骤3、运行于PC端地面控制系统的基于标识点视觉导航系统对飞行器位置进行实时定位；步骤4、捷联惯性导航系统实时获取多旋翼飞行器的瞬时惯性导航数据，并通过SPI接口将数据传输至多旋翼飞行器的主飞行控制系统；经过基于标识点的视觉导航系统与捷联惯性导航系统校正后的精确定位数据发送至PC端地面控制系统；步骤5、判断多旋翼飞行器是否丢失标识点：是，则返回执行步骤1，重新规划由当前标识点即丢失标识点的前一个标识点至目标点的路径；否，则执行步骤6；步骤6、判断多旋翼飞行器是否到达目标点：是，则执行步骤7；否，则返回执行步骤2；步骤7、多旋翼飞行器降落并结束飞行。