CN108445916A - 一种无人机随动起降系统 - Google Patents

一种无人机随动起降系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108445916A
CN108445916A CN201810280091.7A CN201810280091A CN108445916A CN 108445916 A CN108445916 A CN 108445916A CN 201810280091 A CN201810280091 A CN 201810280091A CN 108445916 A CN108445916 A CN 108445916A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
unmanned plane
infrared
landing
servo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810280091.7A
Other languages
English (en)
Inventor
童建军
蒲泓宇
栗源兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Yuan Zhi Technology Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Yuan Zhi Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Yuan Zhi Technology Co Ltd filed Critical Chengdu Yuan Zhi Technology Co Ltd
Priority to CN201810280091.7A priority Critical patent/CN108445916A/zh
Publication of CN108445916A publication Critical patent/CN108445916A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/12—Target-seeking control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开一种无人机随动起降系统，包括机载系统和地面系统，所述地面系统包括红外发射模块，所述红外发射模块用于在起降区域发射红外信号；所述机载系统包括红外摄像模块、测距模块和飞控模块，所述测距模块用于测量无人机距离地面的高度，所述飞控模块用于控制无人机飞行动作，红外摄像模块、测距模块均与飞控模块通信连接；本发明旨在提供一种无人机随动起降系统，通过红外线的识别，降低了识别难度和外界干扰，实现了全天的智能识别；与GPS结合，即可实现精准的定点起降，方式简单可靠，对链路的依赖更低；通过控制曝光强度和滤波算法的结合，原始图像单一，降低滤波难度，增加可靠性。

Description

一种无人机随动起降系统
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机随动起降系统。
背景技术
目前，随着科技的发展，各种型号的无人机出现在大众的视野，但是现有的无人机技术，无人机的精准定点降落需要有人手动操作，准确度差，智能化低。因为采用GPS定位，会有漂移误差，飞机的定位本身就有误差，很难精准降落。或者采用RTK，定位准了，但是受到距离和成本的制约，以及不稳定的影响，应用难度高。因为不能精准降落，在一些特定的降落平台，多数无人机不能精准降落，或者手动降落花费时间较长，增加用户的使用难度。
发明内容
本发明旨在提供一种无人机随动起降系统，通过红外线的识别，降低了识别难度和外界干扰，实现了全天的智能识别；与GPS结合，即可实现精准的定点起降，方式简单可靠，对链路的依赖更低；通过控制曝光强度和滤波算法的结合，原始图像单一，降低滤波难度，增加可靠性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无人机随动起降系统，包括机载系统和地面系统，所述地面系统包括红外发射模块，所述红外发射模块用于在起降区域发射红外信号；所述机载系统包括红外摄像模块、测距模块和飞控模块，所述测距模块用于测量无人机距离地面的高度，所述飞控模块用于控制无人机飞行动作，红外摄像模块、测距模块均与飞控模块通信连接；所述红外摄像模块包括处理器、图像传感器、外部Flash和电源，所述图像传感器用于采集红外信号获取图像数据并传输至处理器，所述处理器用于对图像数据的算法处理及外部端口的数据通讯，所述外部Flash用于存储配置信息，所述电源分别对处理器、外部Flash和图像传感器进行供电。
在一些实施例中，所述红外摄像模块包括调试串口和外链串口，调试串口用于调试红外摄像模块，外链串口用于与飞控模块连接。
在一些实施例中，所述电源采用宽电压输入。
在一些实施例中，所述红外发射模块设置在起降区域的起降目标点上。
在一些实施例中，所述测距模块为测距雷达。
在一些实施例中，所述机载系统上还设置有报警器，所述报警器与飞控模块连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明根据红外摄像头模块的成像数据和机载端距离地面的高度，计算出机载端与起降目标点的水平偏移，控制无人机在水平方向运动，校正机载端与起降目标点的水平偏移后，实现无人机降落，无人机降落过程中定位准确，成本低，且通过红外线技术进行定位，不受天气，光照等条件的影响，可实现全天候的作业和定位；在20m外即可识别到目标点，结合GPS，即可实现精准的起降。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是系统结构示意图；
图3是实施例图；
图中：100-机载系统、200-地面系统；
101-红外摄像模块、102-测距模块、103-飞控模块、104-报警器；
111-处理器、112-图像传感器、113-外部Flash、114-电源；
201-红外发射模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明公开的一种无人机随动起降系统，包括机载系统100和地面系统200，所述地面系统200包括红外发射模块201，所述红外发射模块201用于在起降区域发射红外信号；所述机载系统100包括红外摄像模块101、测距模块102和飞控模块103，所述测距模块102用于测量无人机距离地面的高度，所述飞控模块103用于控制无人机飞行动作，红外摄像模块101、测距模块102均与飞控模块103通信连接；所述红外摄像模块101包括处理器111、图像传感器112、外部Flash113和电源114，所述图像传感器112用于采集红外信号获取图像数据并传输至处理器111，所述处理器111用于对图像数据的算法处理及外部端口的数据通讯，所述外部Flash113用于存储配置信息，所述电源114分别对处理器111、外部Flash113和图像传感器112进行供电。
在一些实施例中，红外摄像模块101的软件，在经过初始化后，是一个循环工作。重复读取图像传感器112上的图像数据，进行图像二值化，将二值化后的图像进行滤波处理；图像滤波后识别图像中的目标点，输出目标点的位置和大小。从传感器读出来的图像，是个灰度的图像，根据当前图像像素点的最大亮度，进行二值化处理，这样对于之后的数据滤波，会大大减小内存的占用，同时，对二值化图像进行滤波，可以防止因为别的红外光的干扰，如：红外发生器光的反射等等。通过滤波处理，可以减少干扰，正确识别出目标点。
容易想到的，输出方式有很多，在使用前可以将输出方式配置好，采用这样的方式可以兼容各种版本的无人机飞控。如果因为各种原因，导致图像处理不及时，实际输出延迟过大等意外，可以通过重启摄像头模块软件解决。
其中，所述红外摄像模块101包括调试串口和外链串口，调试串口用于调试红外摄像模块101，外链串口用于与飞控模块103连接。
具体的，所述电源114采用宽电压输入。
在一些实施例中，所述红外发射模块201设置在起降区域的起降目标点上。
红外摄像模块101在工作工程中需要向飞控模块103输出红外发射模块201的位置信息，红外摄像模块101预先提取红外摄像头模块101中镜头组中心与感光元件的垂直距离h，然后提取修正后的二值化图像中心与起降目标点的水平距离，再根据测距模块102测量机载系统100的离地高度H，最终计算机载系统100与起降目标点的偏移角度α＝arctan(l/h)，根据偏移角度α和高度H，计算出机载端到起降目标点的水平偏移：L＝H*tanα。
如图2所示，地面端发射红外线，机载端的红外摄像头识别地面的起降目标点，测距设备(如雷达等)测量飞机离地的距离，飞控根据图像上目标点所占图像的比例和高度，算出飞机离目标点的水平距离。在起降的时候，根据这个水平距离和GPS定位的距离，进行精准的起降控制。
在一些实施例中，所述测距模块102为测距雷达。
如图3所示，所述机载系统100上还设置有报警器104，所述报警器104与飞控模块103连接。
易于理解的，机载端降落至离地高度5米时，为了避免发生意外事故，需要检测机载端与起降目标点之间是否存在障碍物；若不存在障碍物，飞控模块控制机载端精准降落至起降目标点；如存在障碍物，飞控模块103控制机载端悬停并发送信号至报警器104进行报警。
红外摄像模块101能在20m外识别到红外发生器，无人机先在起降区域内寻找起降目标点，准备降落，但是由于飞机的大小，以及外界的天气环境，无人机水平位置可能会发生偏移，需要再次进行检测，也因此在5m的时候，再次检查，无人机是否在起降目标点上空；同时，在降落过程中，避免起降区域出现意外障碍物，需对降落环境进行检测，避免发生事故。
在本发明的一些实施例中，起降目标点可以是移动的，在机载端降落的过程中，机载端跟随起降目标点移动并进行降落；在机载端移动降落过程中，采用红外识别的方式实时性比RTK和可见光的图像识别度更高，同时红外识别不需要外界链路，刷新率高，识别简单，识别时间短，且红外识别相比可见光的识别，以及RTK的使用，成本更加低廉。因其组成只有地面端的红外发生器，机载端的红外摄像模块和雷达(或别的测距模块)，组成简单，与其他系统的耦合小，因此，和其他的降落方式相比，更加可靠。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种无人机随动起降系统，包括机载系统和地面系统，其特征在于：所述地面系统包括红外发射模块，所述红外发射模块用于在起降区域发射红外信号；所述机载系统包括红外摄像模块、测距模块和飞控模块，所述测距模块用于测量无人机距离地面的高度，所述飞控模块用于控制无人机飞行动作，红外摄像模块、测距模块均与飞控模块通信连接；所述红外摄像模块包括处理器、图像传感器、外部Flash和电源，所述图像传感器用于采集红外信号获取图像数据并传输至处理器，所述处理器用于对图像数据的算法处理及外部端口的数据通讯，所述外部Flash用于存储配置信息，所述电源分别对处理器、外部Flash和图像传感器进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种无人机随动起降系统，其特征在于：所述红外摄像模块包括调试串口和外链串口，调试串口用于调试红外摄像模块，外链串口用于与飞控模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种无人机随动起降系统，其特征在于：所述电源采用宽电压输入。
4.根据权利要求1所述的一种无人机随动起降系统，其特征在于：所述红外发射模块设置在起降区域的起降目标点上。
5.根据权利要求1所述的一种无人机随动起降系统，其特征在于：所述测距模块为测距雷达。
6.根据权利要求1所述的一种无人机随动起降系统，其特征在于：所述机载系统上还设置有报警器，所述报警器与飞控模块连接。
CN201810280091.7A 2018-04-01 2018-04-01 一种无人机随动起降系统 Pending CN108445916A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810280091.7A CN108445916A (zh) 2018-04-01 2018-04-01 一种无人机随动起降系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810280091.7A CN108445916A (zh) 2018-04-01 2018-04-01 一种无人机随动起降系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108445916A true CN108445916A (zh) 2018-08-24

Family

ID=63197910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810280091.7A Pending CN108445916A (zh) 2018-04-01 2018-04-01 一种无人机随动起降系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108445916A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111414001A (zh) * 2020-01-14 2020-07-14 华中科技大学 一种用于低空航空器的自主停机装置和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106356926A (zh) * 2016-09-18 2017-01-25 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种无人机的自动加电系统及方法
CN106371447A (zh) * 2016-10-25 2017-02-01 南京奇蛙智能科技有限公司 一种无人机全天候精准降落的控制方法
CN106444792A (zh) * 2016-09-18 2017-02-22 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种基于红外线视觉识别的无人机降落定位系统与方法
CN106896828A (zh) * 2017-04-18 2017-06-27 厦门领夏智能科技有限公司 一种无人机自动无线充电方法及系统
CN208013789U (zh) * 2018-04-01 2018-10-26 成都远致科技有限公司 一种无人机随动起降系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106356926A (zh) * 2016-09-18 2017-01-25 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种无人机的自动加电系统及方法
CN106444792A (zh) * 2016-09-18 2017-02-22 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种基于红外线视觉识别的无人机降落定位系统与方法
CN106371447A (zh) * 2016-10-25 2017-02-01 南京奇蛙智能科技有限公司 一种无人机全天候精准降落的控制方法
CN106896828A (zh) * 2017-04-18 2017-06-27 厦门领夏智能科技有限公司 一种无人机自动无线充电方法及系统
CN208013789U (zh) * 2018-04-01 2018-10-26 成都远致科技有限公司 一种无人机随动起降系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111414001A (zh) * 2020-01-14 2020-07-14 华中科技大学 一种用于低空航空器的自主停机装置和方法
CN111414001B (zh) * 2020-01-14 2021-06-29 华中科技大学 一种用于低空航空器的自主停机装置和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10089529B2 (en) Systems and methods for adaptive scanning based on calculated shadows
US11019322B2 (en) Estimation system and automobile
CN108710381A (zh) 一种无人机随动起降方法
CN107783106B (zh) 无人机与障碍物之间的数据融合方法
CN105335733B (zh) 一种无人机自主着陆视觉定位方法及系统
CN104656665B (zh) 一种新型无人机通用避障模块及步骤
CN109472831A (zh) 面向压路机施工过程的障碍物识别测距系统及方法
CN103941746A (zh) 无人机巡检图像处理系统及方法
CN106019264A (zh) 一种基于双目视觉的无人机危险车距识别系统及方法
KR20190134231A (ko) 차량의 위치 추정 장치, 차량의 위치 추정 방법, 및 이러한 방법을 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체
CN105759834A (zh) 一种主动捕获低空小型无人飞行器的系统及方法
CN104076817A (zh) 一种高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统及其方法
CN104816829B (zh) 适用于侦查的天眼飞行器
CN107783545A (zh) 基于ooda环多传感器信息融合的灾后救援旋翼无人机避障系统
CN103954270B (zh) 一种基于无人飞行器和wifi的交通事故现场勘查系统及方法
WO2022179207A1 (zh) 视窗遮挡检测方法及装置
CN105045276A (zh) 无人机飞行控制方法及装置
CN108106617A (zh) 一种无人机自动避障方法
CN105738909B (zh) 一种适用于低空植保无人直升机作业边界提取方法
CN102706331B (zh) 航拍测绘图像校正方法
CN203893849U (zh) 无人机载式地块空间信息自动采集系统
Zhu et al. Graco: A multimodal dataset for ground and aerial cooperative localization and mapping
CN208013789U (zh) 一种无人机随动起降系统
CN108445916A (zh) 一种无人机随动起降系统
KR102133898B1 (ko) 농업 방재용 자율 비행 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180824

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication