CN101968353A - 基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法 - Google Patents

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基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法属于无人机飞行控制技术领域，其特征在于，含有：基于激光探测和图像识别的测距传感器、高度传感器和飞行控制计算机，其中：根据测距传感器和高度传感器分别测量得到的无人直升机距障碍物距离D和离地高度H，以及设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc，飞行控制计算机持续地调整无人直升机的前飞速度和垂直速度(以调节垂直速度为主)，使无人直升机保持设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc近似不变，从而实现无人直升机对复杂地形的实时跟踪飞行。本发明只需为无人直升机增加少量硬件设备，即可精确、简便和可靠地实现地形跟踪功能。

Description

基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法
技术领域
本发明是用于无人直升机地形跟踪的方法，能够高精度地实现无人直升机的地形跟踪飞行。主要应用在航空航天、无人机和机器人等技术领域。
背景技术
地形跟踪飞行是直升机的重要机动飞行功能之一，主要目的是规避敌方探测和提高自身生存力。传统的地形跟踪飞行多在地形跟踪雷达的辅助下完成。由于地形跟踪雷达重量大，小型无人直升机难以装备。因此，无人直升机通常采用激光雷达。然而，激光雷达价格昂贵、重量较大，并非无人直升机，尤其是小型无人直升机的最佳选择。
由于普通的无人直升机通常都具有机载摄像机、高度传感器和飞行控制计算机。本发明在上述设备的基础上，通过添加一个激光发射器，使激光发射器、机载摄像机组成一个基于激光探测和图像识别的测距传感器。随后，在高度传感器和飞行控制计算机的配合下，使无人直升机可以实时探测距前方障碍物距离和距地高度，并随之实时调整飞行轨迹，以实现地形跟踪功能。与传统的地形跟踪雷达(100Kg级)相比，本发明的重量要轻得多(50g级)，从而便于无人直升机携带；与激光雷达相比，本发明结构简单，造价低廉，并能充分利用无人直升机原有的机载设备，只需增加一个激光发射器即可实现地形跟踪功能。因此，本发明具有结构简单、造价低廉、改装容易的优点，并且不添加复杂昂贵的硬件，以软件升级为主，对无人直升机增重极少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够高精度地实现无人直升机地形跟踪飞行的方法。
本发明的特征在于，含有：基于激光探测和图像识别的测距传感器、高度传感器和飞行控制计算机，其中，当激光发射器向无人直升机前方照射的激光遇到障碍物时，会在其上产生激光光点；机载摄像机拍摄到激光光点，并将视频发送给飞行控制计算机；飞行控制计算机根据该视频中光点的位置，即可计算出无人直升机距前方障碍物的距离D；飞行控制计算机通过高度传感器，可以获知无人直升机当前距地面的高度H，其中：
根据无人直升机当前距障碍物距离D和离地高度H，以及设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc，飞行控制计算机持续地调整无人直升机的前飞速度和垂直速度(以调节垂直速度为主)，以使无人直升机保持设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc，从而可以实现无人直升机对复杂地形的实时跟踪。
本发明的优点在于：结构简单、造价低廉、改装容易，不添加复杂昂贵的硬件，以软件升级为主，对无人直升机增重极少。与传统的地形跟踪雷达(100Kg级)相比，本发明的重量要轻得多(50g级)，可以被无人直升机所携带；与激光雷达相比，本发明结构简单，造价低廉，其充分利用了无人直升机原有的机载设备，而只需增加一个激光发射器即可。
附图说明
图1是基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法的原理图。
图中1.无人直升机，2.飞行控制计算机，3.基于激光探测和图像识别的测距传感器，4.机载摄像机，5.激光发射器，6.激光，7.激光照射在目标上的激光光点，8.高度传感器。
具体实施方式
基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法由基于激光探测和图像识别的测距传感器(3)、高度传感器(8)和飞行控制计算机(2)组成。其中，基于激光探测和图像识别的测距传感器(3)由机载摄像机(4)和激光发射器(5)组成。
激光发射器(5)向无人直升机(1)前方照射激光(6)。当激光(6)照射到前方的障碍物时，会在其上产生激光光点(7)。机载摄像机(4)拍摄到激光光点(7)，并将视频发送给飞行控制计算机(2)。飞行控制计算机(2)根据该视频中光点的位置即可计算出无人直升机(1)距前方障碍物的距离D。飞行控制计算机(2)通过高度传感器(8)，可以获知无人直升机(1)当前距地面的高度H。
根据无人直升机(1)当前距障碍物距离D和离地高度H，以及设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc，飞行控制计算机(2)持续地调整无人直升机(1)的前飞速度和垂直速度(以调节垂直速度为主)，使无人直升机(1)保持设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc近似不变，从而实现无人直升机(1)对复杂地形的实时跟踪飞行。

Claims (1)

1.基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法，其特征在于，含有：基于激光探测和图像识别的测距传感器、高度传感器和飞行控制计算机，其中，当激光发射器向无人直升机前方照射的激光遇到障碍物时，会在其上产生激光光点；机载摄像机拍摄到激光光点，并将视频发送给飞行控制计算机；飞行控制计算机根据该视频中光点的位置即可计算出无人直升机距前方障碍物的距离D；飞行控制计算机通过高度传感器，可以获知无人直升机当前距地面的高度H，其中：
根据无人直升机当前距障碍物距离D和离地高度H，以及设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc，飞行控制计算机持续地调整无人直升机的前飞速度和垂直速度(以调节垂直速度为主)，使无人直升机保持设定的距障碍物距离Dc和离地高度Hc近似不变，从而实现无人直升机对复杂地形的实时跟踪飞行。
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102541066A (zh) * 2011-12-16 2012-07-04 新时代集团国防科技研究中心 一种用于无人飞行器作业的自动定高的控制方法
CN102636152A (zh) * 2012-04-19 2012-08-15 刘瑜 可移动平台的主动视觉测距系统
CN102785780A (zh) * 2011-05-19 2012-11-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 无人飞行载具控制系统及方法
CN102798379A (zh) * 2011-05-25 2012-11-28 西门子公司 用于为风轮机确定地点的方法
CN103144770A (zh) * 2013-03-19 2013-06-12 南京航空航天大学 一种全自主控制入室环境避障导航微型飞行器
CN103185567A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 联想(北京)有限公司 一种电子设备及测量距离的方法
CN104750110A (zh) * 2015-02-09 2015-07-01 深圳如果技术有限公司 一种无人机的飞行方法
CN104977938A (zh) * 2015-07-06 2015-10-14 杨珊珊 一种定维度飞行的多旋翼飞行器及飞行控制方法
CN105138002A (zh) * 2015-09-10 2015-12-09 华南农业大学 基于激光与双目视觉的无人机避险探测系统及方法
CN106155073A (zh) * 2016-07-22 2016-11-23 珠海卡特瑞科农林航空装备研究所有限公司 一种具有飞行高度锁定功能的无人机
CN106494621A (zh) * 2016-11-21 2017-03-15 中国矿业大学(北京) 复杂地形无人机探测系统及其探测方法
CN107074360A (zh) * 2016-11-22 2017-08-18 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、飞行控制器及无人飞行器
CN109032157A (zh) * 2018-07-23 2018-12-18 拓攻（南京）机器人有限公司 无人机仿地作业方法、装置、设备及存储介质
CN109143167A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 杭州海康机器人技术有限公司 一种障碍信息获取装置及方法
CN109564433A (zh) * 2016-11-02 2019-04-02 深圳市大疆创新科技有限公司 用于可移动物体的高度控制的系统和方法
CN109828274A (zh) * 2019-01-07 2019-05-31 深圳市道通智能航空技术有限公司 调整机载雷达的主探测方向的方法、装置和无人机
CN110612496A (zh) * 2018-01-05 2019-12-24 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、控制装置和可移动平台
WO2023082255A1 (zh) * 2021-11-15 2023-05-19 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、无人飞行器及存储介质
WO2023082253A1 (zh) * 2021-11-15 2023-05-19 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、无人飞行器及存储介质

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160041561A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-11 Co-Pilot Engineering, LLC Aircraft Flying Aid
CN104571127B (zh) * 2014-12-25 2017-06-27 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 无人直升机前飞速度/垂直速度匹配的巡线飞行控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901040C1 (zh) * 1989-01-14 1990-06-13 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
CN1389710A (zh) * 2002-07-18 2003-01-08 上海交通大学 多传感器多目标信息融合方法
CN101033973A (zh) * 2007-04-10 2007-09-12 南京航空航天大学 微小型飞行器微惯性组合导航系统的姿态确定方法
WO2009054010A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-30 Galileo Avionica S.P.A. System for the precision localization of a target on the ground by a flying platform and associated method of operation
CN101532841A (zh) * 2008-12-30 2009-09-16 华中科技大学 基于地标捕获跟踪的飞行器导航定位方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901040C1 (zh) * 1989-01-14 1990-06-13 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
CN1389710A (zh) * 2002-07-18 2003-01-08 上海交通大学 多传感器多目标信息融合方法
CN101033973A (zh) * 2007-04-10 2007-09-12 南京航空航天大学 微小型飞行器微惯性组合导航系统的姿态确定方法
WO2009054010A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-30 Galileo Avionica S.P.A. System for the precision localization of a target on the ground by a flying platform and associated method of operation
CN101532841A (zh) * 2008-12-30 2009-09-16 华中科技大学 基于地标捕获跟踪的飞行器导航定位方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《南京航空航天大学学报》 20081030 张广林等 直升机最优航迹规划与地形跟踪 第40卷, 第5期 2 *
《石油仪器》 20010630 秦艳等 基于图象的激光测距系统 第15卷, 第3期 2 *
《飞行力学》 20050331 孙向春等 直升机地形跟踪控制的广义预测控制方法 第23卷, 第1期 2 *

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102785780A (zh) * 2011-05-19 2012-11-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 无人飞行载具控制系统及方法
CN102785780B (zh) * 2011-05-19 2016-06-08 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 无人飞行载具控制系统及方法
CN102798379B (zh) * 2011-05-25 2016-06-29 西门子公司 用于为风轮机确定地点的方法
CN102798379A (zh) * 2011-05-25 2012-11-28 西门子公司 用于为风轮机确定地点的方法
CN102541066A (zh) * 2011-12-16 2012-07-04 新时代集团国防科技研究中心 一种用于无人飞行器作业的自动定高的控制方法
CN103185567B (zh) * 2011-12-27 2015-04-29 联想(北京)有限公司 一种电子设备及测量距离的方法
CN103185567A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 联想(北京)有限公司 一种电子设备及测量距离的方法
CN102636152A (zh) * 2012-04-19 2012-08-15 刘瑜 可移动平台的主动视觉测距系统
CN103144770B (zh) * 2013-03-19 2015-10-28 南京航空航天大学 一种全自主控制入室环境避障导航微型飞行器
CN103144770A (zh) * 2013-03-19 2013-06-12 南京航空航天大学 一种全自主控制入室环境避障导航微型飞行器
CN104750110A (zh) * 2015-02-09 2015-07-01 深圳如果技术有限公司 一种无人机的飞行方法
CN104977938A (zh) * 2015-07-06 2015-10-14 杨珊珊 一种定维度飞行的多旋翼飞行器及飞行控制方法
CN105138002A (zh) * 2015-09-10 2015-12-09 华南农业大学 基于激光与双目视觉的无人机避险探测系统及方法
CN105138002B (zh) * 2015-09-10 2018-06-12 华南农业大学 基于激光与双目视觉的无人机避险探测系统及方法
CN106155073A (zh) * 2016-07-22 2016-11-23 珠海卡特瑞科农林航空装备研究所有限公司 一种具有飞行高度锁定功能的无人机
CN109564433A (zh) * 2016-11-02 2019-04-02 深圳市大疆创新科技有限公司 用于可移动物体的高度控制的系统和方法
US11340634B2 (en) 2016-11-02 2022-05-24 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for height control of a movable object
CN106494621A (zh) * 2016-11-21 2017-03-15 中国矿业大学(北京) 复杂地形无人机探测系统及其探测方法
WO2018094576A1 (zh) * 2016-11-22 2018-05-31 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、飞行控制器及无人飞行器
CN107074360A (zh) * 2016-11-22 2017-08-18 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、飞行控制器及无人飞行器
CN109143167A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 杭州海康机器人技术有限公司 一种障碍信息获取装置及方法
CN110612496A (zh) * 2018-01-05 2019-12-24 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、控制装置和可移动平台
CN109032157A (zh) * 2018-07-23 2018-12-18 拓攻（南京）机器人有限公司 无人机仿地作业方法、装置、设备及存储介质
CN109828274A (zh) * 2019-01-07 2019-05-31 深圳市道通智能航空技术有限公司 调整机载雷达的主探测方向的方法、装置和无人机
WO2023082255A1 (zh) * 2021-11-15 2023-05-19 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、无人飞行器及存储介质
WO2023082253A1 (zh) * 2021-11-15 2023-05-19 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器的控制方法、无人飞行器及存储介质

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