CN117055603A - 一种无人机精准降落控制方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种无人机精准降落控制方法、装置、设备及介质,本申请属于无人机控制技术领域。该方法包括:控制无人机飞行至降落平台的预设范围内;控制无人机水平移动并持续竖直向下获取降落平台的环境图像,对环境图像进行矫正,得到矫正图像;根据矫正图像持续确定无人机的移动方向修正值,根据移动方向修正值控制无人机水平移动,直至无人机在降落平台的正上方;控制无人机垂直向下移动,持续确定移动方向修正值,根据移动方向修正值控制无人机水平移动,直至无人机降落到降落平台中。通过对环境图像进行矫正,能还原降落平台的真实形状以及尺寸,使无人机更精准的定位自身位置以及确定更精确的移动方向修正值,提高无人机降落的准确度。
Description
技术领域
本申请属于无人机控制技术领域,具体涉及一种无人机精准降落控制方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着无人机技术的不断发展,如今无人机被广泛应用到军事侦察、物流运输以及灾害响应等场景中。而无人机在执行飞行任务时需要准确的定位信息来导航和控制飞行,以便无人机可以在飞行过程中避开障碍物,保持稳定的飞行轨迹。
如今的无人机是通过卫星定位系统根据计算得到的导航航向进行飞行控制,保持所需的航线和高度来飞往目的地的。并在到达目的地附近时通过卫星定位系统确定降落平台的位置和坐标,根据降落平台的位置和坐标规划下降路径,最后根据下降路径控制无人机降落在降落平台中。
但如今由于卫星信号在传输过程中会受到大气层以及建筑物等阻挡和干扰,导致信号延迟,从而使无人机在接收到卫星信号后,实际位置可能与定位系统显示的位置有一定偏差,从而无人机无法精准降落在降落平台中。
发明内容
本申请实施例提供一种无人机精准降落控制方法、装置、设备及介质,目的是解决现有技术中使用卫星定位系统控制无人机降落时由于信号延迟等导致的无人机无法精准降落到降落平台的问题。通过一种无人机精准降落控制方法,通过位置标识的相对位置对环境图像进行矫正,有助于还原降落平台的真实形状以及尺寸,从而使无人机能更精准的定位自身位置以及确定更精确的移动方向修正值,提高无人机降落的准确度。
第一方面,本申请实施例提供了一种无人机精准降落控制方法,所述方法包括:
获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;
控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;
根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;
控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
进一步的,在控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像之前,所述方法还包括:
向所述伸缩杆体的驱动设备发送升高指令,以使所述驱动设备根据所述升高指令驱动所述伸缩杆体上升到最大高度。
进一步的,所述降落平台还包含一圆形区域,所述圆形区域的圆心为所述伸缩杆体的所在位置;
相应的,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方,包括:
根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,并在移动过程中持续获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像中的伸缩杆体与圆形区域的相对位置确定无人机是否处于降落平台正上方的位置,若是,则控制无人机在水平方向上停止移动。
进一步的,根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,包括:
根据至少两张降落平台的矫正图像确定无人机的移动方向;
获取至少两张降落平台的矫正图像中伸缩杆体顶端的球形标记物的位置数据,根据所述球形标记物的位置数据确定球形标记物的投影方向以及球形标记物的投影方向的修正值;
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值。
进一步的,根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值,包括:
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;
根据所述无人机的参考系与降落平台的参考系的差值、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位修正关系确定无人机的移动方向修正值。
进一步的,所述预设的无人机与球形标记物的方位关系如下:
I=X-U+180;
其中,I为无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;U为所述无人机的移动方向,其参考系为无人机的参考系;X为球形标记物的投影方向,其参考系为降落平台的参考系;
所述预设的无人机与球形标记物的方位修正关系如下:
V=Y-I+180;
其中,V为无人机移动方向的修正值,其参考系为无人机的参考系;Y为球形标记物的投影方向的修正值,其参考系为降落平台的参考系。
进一步的,控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像,包括:
在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像确定至少三个位置标识的实际位置数据;
根据所述实际位置数据裁剪所述环境图像,并根据裁剪后的环境图像以及预先设置的位置标识距离映射表确定至少三个位置标识的目标位置数据;
根据所述实际位置数据以及所述目标位置数据将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
第二方面,本申请实施例提供了一种无人机精准降落控制装置,所述装置包括:
位置数据获取模块,用于获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;
图像矫正模块,用于控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;
位置修正模块,用于根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;
高度控制模块,用于控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
进一步的,所述装置还包括升高指令发送模块,所述升高指令发送模块用于:
向所述伸缩杆体的驱动设备发送升高指令,以使所述驱动设备根据所述升高指令驱动所述伸缩杆体上升到最大高度。
进一步的,所述降落平台还包含一圆形区域,所述圆形区域的圆心为所述伸缩杆体的所在位置;
相应的,所述位置修正模块用于:
根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,并在移动过程中持续获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像中的伸缩杆体与圆形区域的相对位置确定无人机是否处于降落平台正上方的位置,若是,则控制无人机在水平方向上停止移动。
进一步的,所述位置修正模块用于:
根据至少两张降落平台的矫正图像确定无人机的移动方向;
获取至少两张降落平台的矫正图像中伸缩杆体顶端的球形标记物的位置数据,根据所述球形标记物的位置数据确定球形标记物的投影方向以及球形标记物的投影方向的修正值;
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值。
进一步的,所述位置修正模块用于:
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;
根据所述无人机的参考系与降落平台的参考系的差值、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位修正关系确定无人机的移动方向修正值。
进一步的,所述预设的无人机与球形标记物的方位关系如下:
I=X-U+180;
其中,I为无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;U为所述无人机的移动方向,其参考系为无人机的参考系;X为球形标记物的投影方向,其参考系为降落平台的参考系;
所述预设的无人机与球形标记物的方位修正关系如下:
V=Y-I+180;
其中,V为无人机移动方向的修正值,其参考系为无人机的参考系;Y为球形标记物的投影方向的修正值,其参考系为降落平台的参考系。
进一步的,所述图像矫正模块用于:
在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像确定至少三个位置标识的实际位置数据;
根据所述实际位置数据裁剪所述环境图像,并根据裁剪后的环境图像以及预先设置的位置标识距离映射表确定至少三个位置标识的目标位置数据;
根据所述实际位置数据以及所述目标位置数据将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面,本申请实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第五方面,本申请实施例提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如第一方面所述的方法。
在本申请实施例中,获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
通过上述一种无人机精准降落控制方法,通过位置标识的相对位置对环境图像进行矫正,有助于还原降落平台的真实形状以及尺寸,从而使无人机能更精准的定位自身位置以及确定更精确的移动方向修正值,提高无人机降落的准确度。
附图说明
图1是本申请实施例一提供的一种无人机精准降落控制方法的流程示意图;
图2是本申请实施例一提供的降落平台的结构示意图;
图3是本申请实施例二提供的一种无人机精准降落控制方法的流程示意图;
图4是本申请实施例二提供的伸缩杆体与圆形区域的相对位置示意图;
图5是本申请实施例三提供的一种无人机精准降落控制方法的流程示意图;
图6是本申请实施例三提供的无人机与球形标记物投影的相对关系示意图;
图7是本申请实施例三提供的前后两张矫正图像的球形标记物的相对位置示意图;
图8是本申请实施例四提供的一种无人机精准降落控制装置的结构示意图;
图9是本申请实施例五提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理,但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种无人机精准降落控制方法、装置、设备及介质进行详细地说明。
实施例一
图1是本申请实施例一提供的一种无人机精准降落控制方法的流程示意图。如图1所示,具体包括如下步骤:
S101,获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台。
首先,本方案的使用场景可以是使用无人机的控制设备获取降落平台的位置数据后,根据降落平台的位置数据控制无人机飞行到降落平台附近,并根据降落平台的环境图像不断调整无人机的水平方向的位置,在无人机移动到降落平台正上方后控制无人机降落到降落平台中的场景。
基于上述使用场景,可以理解的,本申请的执行主体可以是无人机的控制设备,此处不做过多的限定。
本方案由无人机的控制设备执行,无人机的控制设备可以是综合性的控制系统,具体的,可以由自动驾驶仪、GPS(Global Positioning System,全球定位系统)导航、计算机视觉、传感器、遥控器或地面站以及移动设备应用程序等组成。
本方案中,图2是本申请实施例一提供的降落平台的结构示意图,如图2所示,降落平台可以是一种用于为无人机提供安全以及稳定的降落空间的平台设备。表面通常是平坦、稳定且坚固的,以确保无人机可以在其上平稳降落,而不会受到起伏不平的地面影响。
位置数据可以是关于降落平台在地理坐标系中的准确位置的信息,具体的,可以使用(经度,纬度)的形式进行表示。例如,降落平台若处于东经120度,北纬30度的位置,则降落平台的位置数据可以表示为(120°E,30°N)。
预设范围可以是指无人机与降落平台之间被允许的最大距离或空间范围,在预设范围外,可以不对无人机的飞行姿态做适应降落需要的调整,在常规的飞行高度根据位置数据朝向降落平台所在的方位飞行即可。在预设范围内,无人机可以做出必要的调整,以便准备降落在平台上。例如,若预设范围为3m,即无人机与降落平台的水平距离小于或等于3m时,视为无人机处于预设范围内。则当无人机按照降落平台的位置数据飞行至降落平台附近时,可以通过GPS定位系统获取自身位置数据以及降落平台的位置数据,并根据位置数据确认水平距离。当无人机与降落平台的水平距离小于或者等于3m时,可以开始进行无人机的降落准备工作。
位置标识可以是降落平台上的可识别标记,用于指示无人机应该降落的具体位置,具体的,这些标识可以有独特的颜色、形状以及图案等,以便无人机识别和定位。
方向标识可以是降落平台上的一个可识别方向的标记,用于指示无人机应该朝向的方向,有助于无人机调整自己的飞行方向,以便准确地降落在平台上。
伸缩杆体可以是一种垂直于降落平台的装置,这个杆体可以升降,其作用之一是帮助无人机判断自身与降落平台之间的相对位置和高度,伸缩杆体的顶端的初始位置可以高于平台本身。
可以使用GPS等定位系统获取降落平台的位置数据,然后设定一个预设范围或者读取预存的根据飞行安全需要确认的预设范围,即无人机与降落平台之间被允许的最大距离或空间范围。再将降落平台的位置数据通过通信手段传输给无人机,具体的,可以是通过遥控器、地面站或者其他无线通信方式进行传输。当然,预设范围也可以是直接预存于无人机。在无人机的控制设备中,可以根据接收到的位置数据来调整飞行路径,并使用GPS传感器来监测自身的位置,实时与降落平台的位置数据进行比较,直至控制设备将无人机引导至降落平台的预设范围内。其中,GPS传感器可以用于获取无人机在室外飞行时的位置信息。它能够接收卫星信号,并通过计算处理得出无人机的位置、速度以及航向等信息。
S102,控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
环境图像可以是无人机从其飞行位置竖直向下拍摄的图像,具体的,可以在无人机底部安装一个拍照设备,并通过调整无人机的俯仰角度来确保无人机处于竖直向下拍摄所需的姿态,同时通过旋转或平移拍照设备将拍照设备的角度调整为竖直向下,在调整完毕后进行拍摄,可以体现无人机竖直向下的视角中能获取到的降落平台及其周围环境的图像。
相对位置可以是降落平台上至少三个位置标识之间的相对关系,具体的,可以是它们在平台上的相对排列或角度。通过这些标识之间的相对位置,可以在图像中确定降落平台的准确位置和朝向。例如,若位置标识为方形标记,则相对位置可以包括方形标记之间的距离、角度以及方向关系,并且通过方形的位置标识的相对位置仅可以确定降落平台的准确位置。若位置标识为带箭头的标记,则位置标识与方向标识可以合为一体,则相对位置可以包括带箭头标记之间的距离、角度、方向关系以及预设的箭头朝向。通过预设的箭头朝向,并与环境图像中的箭头朝向作对比,即可确定降落平台的朝向。通过带箭头标记的距离、角度以及方向关系可以确定降落平台的准确位置。
矫正图像可以是通过识别环境图像中的位置标识,并将这些标识的位置关系用于图像处理,从而对环境图像进行调整,还原出的准确的以及没有透视畸变的降落平台图像。
可以控制无人机在水平方向上移动,确保摄像头朝向竖直向下,以获取降落平台的环境图像。然后在每张环境图像中,使用计算机视觉技术来识别降落平台上的至少三个位置标识。通过分析识别出的位置标识,计算出它们之间的相对位置关系,例如角度或距离,并根据计算出的相对位置关系,对环境图像进行几何变换,例如透视校正,以还原出降落平台的正方形图像。例如,若位置标记为方形标记,可以首先使用计算机视觉技术,例如图像处理和特征检测,找到图像中的方形标记的位置。然后基于检测到的方形标记,计算它们之间的相对位置,并确定矫正后的图像中降落平台的目标位置和形状,具体的,可以根据方形标记的相对位置和预设的平台尺寸来确定。再使用透视变换技术,将图像进行矫正,使得方形标记在矫正后的图像中恢复为正方形。透视变换会调整图像的透视畸变,以便准确地还原降落平台的形状和位置。并且在进行透视变换时,可以进行图像插值以获取矫正后的像素值。最后将计算得到的透视变换应用于整个图像,从而得到降落平台的矫正图像。
在上述各技术方案的基础上,可选的,控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像,包括:
在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像确定至少三个位置标识的实际位置数据;
根据所述实际位置数据裁剪所述环境图像,并根据裁剪后的环境图像以及预先设置的位置标识距离映射表确定至少三个位置标识的目标位置数据;
根据所述实际位置数据以及所述目标位置数据将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
本方案中,实际位置数据可以是指从无人机视角竖直向下获取的环境图像中,识别并测量至少三个位置标识的具体位置坐标数据。
预先设置的位置标识距离映射表可以是一个表格或映射,其中列出了在实际环境中,不同位置标识与无人机之间的距离与图像中的位置标识大小之间的关系。这个映射可以帮助将实际环境中的距离信息转化为图像上的位置标识大小,从而进行测量和定位。
目标位置数据可以是在裁剪后的环境图像中,根据预先设置的位置标识距离映射表计算得出的位置标识的实际距离数据。通过这些数据,可以确定每个位置标识在实际环境中的位置。
可以在无人机飞行的过程中,持续地从搭载的摄像头或传感器向下拍摄环境图像,并利用计算机视觉技术,从每张环境图像中识别出至少三个位置标识。再结合无人机的高度信息和位置标识在图像中的像素坐标,计算出每个位置标识的实际位置数据。获得实际位置数据后,利用实际位置数据,根据预先设置的位置标识距离映射表,将环境图像中的位置标识大小转化为目标位置数据,再根据目标位置数据,以每个位置标识为中心,裁剪每张环境图像。利用实际位置数据和目标位置数据,对每张裁剪后的环境图像进行图像矫正,具体的,可以使用几何变换技术,将位置标识在图像中的位置调整为实际环境中的位置,并产生每张环境图像的矫正图像。
本方案中,通过识别位置标识的实际位置数据,可以更精准的裁剪环境图像,得到更准确的位置标识的目标位置数据,从而使矫正后的图像更加准确,使无人机后续可以更精准的降落到降落平台中。
S103,根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方。
预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系可以是指无人机与降落平台上的伸缩杆体的顶端之间的相对方向关系,具体的,可以是一个角度或方向的关系,用于指示无人机需要向哪个方向移动才能对齐降落平台的位置。
移动方向修正值可以是一个用于调整无人机水平方向移动的值。根据两张矫正图像之间的变化以及预设的方位关系,计算出的修正值会告诉无人机应该向哪个方向进行微调,以便将其位置调整到降落平台的正上方。
可以使用摄像头连续拍摄并获取两张相邻的降落平台矫正图像。在这两张图像中,使用计算机视觉技术检测伸缩杆体的位置和方向,并基于伸缩杆体在两张图像中的位置差异,计算出无人机需要调整的移动方向修正值,具体的,这个值可以是一个角度或者一组角度。并将计算得到的移动方向修正值应用于无人机的控制系统,以控制其在水平方向上进行移动,具体的,可以包括调整飞行方向、速度以及姿态。在调整完毕后,可以不断地获取新的图像,并重复上述步骤,以确保无人机持续修正其位置,直到位于降落平台的正上方。
S104,控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
可以使用无人机的控制设备调整无人机的推力和姿态,使其在垂直方向上向下移动,在移动过程中可以使用高度传感器等设备来监测无人机的高度,并不断计算移动方向修正值,具体的,可以通过分析无人机相对于降落平台的位置和方向,以及伸缩杆体的位置进行计算。然后使用计算得到的移动方向修正值,控制无人机在水平方向上进行移动,具体的,可以包括调整飞行方向、速度和姿态,以确保无人机对准降落平台。同时,根据移动方向修正值,控制伸缩杆体的高度,逐步降低伸缩杆体,使其顶端逐渐接近降落平台,直至无人机安全降落在降落平台中,此时伸缩杆体的顶端低于或平齐降落平台的表面,最多略微凸起于降落平台的表面,以保证无人机的安全降落。
在本申请实施例中,获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
在本申请实施例中,持续竖直向下获取降落平台的环境图像是指当无人机飞行至降落平台的预设范围内时,控制伸缩杆体保持静止状态,并控制无人机在水平方向进行移动并在移动过程中每间隔一定的时间利用无人机的拍照设备竖直向下拍摄图像。在拍摄完成后,还会根据环境图像中位置标识的相对位置将环境图像中的降落平台矫正为预设形状以及尺寸。例如,可以设置间隔的时间为1s,则拍照设备在无人机在水平方向上开始移动时每间隔1s会竖直向下获取一次降落平台的环境图像。若降落平台的预设的形状为正方形,位置标识为方形标记,则可以通过计算每个方形标记的形状和大小来检测到扭曲程度,并使用相应的图像处理算法对图像进行校正。再根据正方形标记的位置和大小,对图像进行剪切和调整,使其符合预设的正方形形状。
持续确定无人机的移动方向修正值,是指最新获得的矫正图像,都可以与前一校正图像进行综合处理,从而不断确定移动方向修正值。通过在飞行过程中连续的图像采集和相邻图像的综合处理,能够在飞行过程中以更精准的方式控制飞行姿态,直至降落。
通过上述一种无人机精准降落控制方法,通过位置标识的相对位置对环境图像进行矫正,有助于还原降落平台的真实形状以及尺寸,从而使无人机能更精准的定位自身位置以及确定更精确的移动方向修正值,提高无人机降落的准确度。
实施例二
图3是本申请实施例二提供的一种无人机精准降落控制方法的流程示意图。如图3所示,具体包括如下步骤:
S301,获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台。
S302,向所述伸缩杆体的驱动设备发送升高指令,以使所述驱动设备根据所述升高指令驱动所述伸缩杆体上升到最大高度。
驱动设备可以是液压系统、电机以及线性驱动器或其他类型的装置,可以实现伸缩杆体的升降。例如,电机可以驱动伸缩杆体上下移动,液压系统可以通过控制液压缸的压力来实现升降操作。
升高指令可以是由控制设备发送的信号,通知驱动设备将伸缩杆体升高,具体的,这个指令可以是数字信号、电压变化以及脉冲等形式的信号,目的是激活驱动设备,使其开始升高伸缩杆体。
当无人机需要升高伸缩杆体时,控制设备可以生成一个升高指令,然后通过电气或机械连接与驱动设备通信。驱动设备接收到升高指令后,可以根据指令的要求启动相关机制,将伸缩杆体不断升高,并通过传感器实时监测伸缩杆体的位置和状态,直到伸缩杆体升高到最大高度。
S303,控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
S304,根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方。
在上述各技术方案的基础上,可选的,所述降落平台还包含一圆形区域,所述圆形区域的圆心为所述伸缩杆体的所在位置;
相应的,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方,包括:
根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,并在移动过程中持续获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像中的伸缩杆体与圆形区域的相对位置确定无人机是否处于降落平台正上方的位置,若是,则控制无人机在水平方向上停止移动。
本方案中,圆形区域可以是降落平台上的一个圆形区域,位于伸缩杆体的正下方,其圆心与伸缩杆体的位置重合,这个圆形区域可以作为无人机确定是否处于降落平台正上方的参考区域。本方案中,圆形区域的半径可以是降落平台底面边长的四分之一。
图4是本申请实施例二提供的伸缩杆体与圆形区域的相对位置示意图,如图4所示,相对位置可以是伸缩杆体与圆形区域的相对关系,具体的,本方案中,伸缩杆体的顶端可以设置一个球形标记物,当伸缩杆体升高到最大高度时,无论无人机处于什么样的高度上,只要拍摄的降落平台的环境图像中球形标记物与圆形区域相切或在圆形区域内时,则视为无人机可以开始降落。例如,当球形标记物与圆形区域相切时,可以是无人机与降落平台的水平距离刚好达到可降落要求。若球形标记物在圆形区域之内,可以是无人机与降落平台的水平距离在可降落要求的水平距离之内,球形标记物的位置越靠近圆心,无人机越靠近降落平台正上方的位置。当球形标记物处于圆形区域的圆心位置时,此时无人机处于降落平台正上方的位置。
根据最新的移动方向修正值,无人机的控制设备可以生成适当的操纵信号,以控制无人机在水平方向上进行移动。例如,如果修正值指示向左移动,控制设备将向左调整无人机的飞行姿态,使其朝着目标方向移动。在水平移动的过程中,可以通过视觉传感器持续获取降落平台的环境图像,然后通过图像处理系统识别伸缩杆体和圆形区域的位置,如果识别到球形标记物处于圆形区域的圆心位置,则确定无人机处于降落平台正上方的位置,同时控制设备可以生成相应的指令,使无人机停止水平方向的移动。
本方案中,通过根据伸缩杆体与圆形区域的相对位置确定无人机是否处于降落平台正上方的位置,可以随着无人机的移动进行动态判断,减少了延迟,并且适用于不同尺寸以及形状的降落平台,提高了判断的灵活性。
S305,控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
本实施例中,通过调整伸缩杆体的高度,可以使无人机根据伸缩杆体逐步调整移动方向修正值,确保无人机在降落平台正上方时停止移动,从而使无人机能更精准的降落到降落平台中。
实施例三
图5是本申请实施例三提供的一种无人机精准降落控制方法的流程示意图。如图5所示,具体包括如下步骤:
S501,获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台。
S502,控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
S503,根据至少两张降落平台的矫正图像确定无人机的移动方向。
移动方向可以是指无人机从一个位置到另一个位置的方向,本方案中,控制设备通过分析无人机移动前后的两张矫正图像,可以确定无人机在水平方向上的移动方向,具体的,可以是通过比较图像中的标识物的相对位置变化来进行确定的。例如,如果一个标识物在第一张图像位于左上角,在第二张图像位于中间,则可以推断无人机向左移动。
S504,获取至少两张降落平台的矫正图像中伸缩杆体顶端的球形标记物的位置数据,根据所述球形标记物的位置数据确定球形标记物的投影方向以及球形标记物的投影方向的修正值。
球形标记物的位置数据可以是指球形标记物在图像坐标系中的位置信息,具体的,可以使用像素坐标来表示,这些数据可以表示球形标记物在图像中的水平和垂直位置。例如,若图像的坐标原点左上角,水平方向向右递增,垂直方向向下递增。球形标记物位于图像的坐标(50,20)处。这意味着球形标记物在图像中的水平位置是第50个像素,垂直位置是第20个像素。
球形标记物的投影方向可以是两张矫正图像中球形标记物的连线,投影方向的修正值可以是指第二张矫正图像中球形标记物与伸缩杆体底端的连线。例如,在第一张矫正图像中,球形标记物的位置为(50,20)像素,而在第二张矫正图像中,球形标记物的位置为(70,40)像素。通过连接这两个位置,得到一条直线,这条直线就是投影方向。若伸缩杆体的底端坐标是(120,80),则通过连接(70,40)这个点以及(120,80)这个点,得到一条直线,这条直线的方向是球形标记物的投影方向的修正值。
可以从两张矫正图像中,分别获取球形标记物在图像中的位置数据,使用第一张图像中的球形标记物位置和第二张图像中的球形标记物位置,绘制一条直线连接这两个点。这条直线表示投影方向。然后从第二张图像中获取伸缩杆体底端的位置,根据伸缩杆体底端的位置和球形标记物的位置,计算出球形标记物与伸缩杆体底端的连线的方向,这个方向就是投影方向的修正值。具体的,为了保证投影方向的修正值是准确的,需要控制相邻两张矫正图像是在伸缩杆体为相同高度下所采集的环境图像。若相邻两张矫正图像的伸缩杆体的高度发生了变化,则暂停一次矫正图像的处理,并在伸缩杆体保持静止状态时再继续进行环境图像的采集以及矫正工作。由于预先设置的持续获取环境图像的间隔较小,暂停一次矫正图像的处理对应的时间内,无人机的飞行变化相对有限,不会对无人机的飞行安全产生影响。
S505,根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值。
预设的无人机与球形标记物的方位关系可以是描述无人机移动方向修正值与球形标记物投影方向修正值相对关系的映射表或表达式。
可以通过将球形标记物的投影方向与无人机移动方向的夹角与投影方向修正值的夹角相加或相减得到无人机的移动方向修正值,具体需要根据实际情况确定。
S506,控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
本实施例中,通过综合考虑多个因素可以更准确的确定无人机移动方向修正值,减少偏离目标位置的可能性。并且无人机可以根据不同情况自主进行判断,减少了对人工的依赖,提高了无人机的智能性。
在上述各技术方案的基础上,可选的,根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值,包括:
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;
根据所述无人机的参考系与降落平台的参考系的差值、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位修正关系确定无人机的移动方向修正值。
本方案中,无人机的参考系可以是一个坐标系统,用于描述无人机自身的位置、方向和运动。本方案中,无人机的坐标原点可以是无人机的初始位置,坐标轴与无人机的坐标轴平行。
降落平台的参考系可以是一个坐标系统,用于描述降落平台的位置和方向。降落平台的坐标原点可以位于降落平台的中心,坐标轴与降落平台的边缘相对应。
可以首先获取无人机参考系与球形标记物参考系之间的预设方向关系,具体的,可以用角度或方向向量表示。然后根据预设的方位关系,计算无人机参考系与降落平台参考系之间的角度差值,具体的,可以首先计算球形标记物的投影方向在无人机参考系中的方向,再根据预设的方位关系,计算无人机的参考系与降落平台的参考系的差值。
可以将无人机参考系与降落平台参考系之间的差值与实际的无人机移动方向进行比较。并根据差值的方向和大小,确定无人机需要调整的移动方向修正值。
本方案中,通过综合多个因素确定移动方向修正值,可以更准确的确定无人机的移动方向修正值,从而减少误差,使无人机可以更精准的降落到降落平台中。同时无人机可以根据移动方向修正值实时调整飞行方向,可以灵活的适应不同飞行任务。
在上述各技术方案的基础上,可选的,所述预设的无人机与球形标记物的方位关系如下:
I=X-U+180;
其中,I为无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;U为所述无人机的移动方向,其参考系为无人机的参考系;X为球形标记物的投影方向,其参考系为降落平台的参考系;
所述预设的无人机与球形标记物的方位修正关系如下:
V=Y-I+180;
其中,V为无人机移动方向的修正值,其参考系为无人机的参考系;Y为球形标记物的投影方向的修正值,其参考系为降落平台的参考系。
本方案中,图6是本申请实施例三提供的无人机与球形标记物投影的相对关系示意图,如图6所示,无人机、球形标记物以及球形标记物的投影三者始终保持在一条直线上,通过前后两次的摄像,可以得到无人机移动的向量和球形标记物的投影的向量,在三维空间上,无人机移动的向量与球形标记物的投影的向量的关系是倒影的关系。将无人机、球形标记物以及球形标记物的投影移动到同一平面,消去垂直方向上的维度,在二维平面上,无人机移动的向量与球形标记物的投影的向量相差180度。
图7是本申请实施例三提供的前后两张矫正图像的球形标记物的相对位置示意图,如图7所示,设定降落平台平面中心点为点O,降落平台平面中心点O至方向标识的方向为降落平台平面的0度方向,图像2球形标记物在降落平台的位置为点P,图像3球形标记物在降落平台的位置为点P’,如图4所示,球形标记物投影的移动方向为向量PP’的方向,设在立体空间中,无人机参考系的0度方向与降落平台参考系平面0度方向相差I度,则有:
U+I-180=X;
上式中U是已知量,X可以通过前后两张矫正图像计算得出,可求出:
I=X-U+180;
同理,需要修正无人机位置至中心点位置的无人机修正方向与球形标记物投影修正至降落平台中心点O的方向相差180。
设无人机移动方向的修正值为V,球形标记物投影方向的修正值为Y,则有:
V+I-180=Y;
I已在上一算式中求出,Y即为P’O的方向,可以通过前后两张矫正图像求出,带入算式,即可计算出无人机移动方向的修正值V。
本方案中,通过设置预设的无人机与球形标记物的方位修正关系表达式,可以更准确的确定无人机的移动方向修正值,从而使无人机可以更精准的降落到降落平台中。
实施例四
图8是本申请实施例四提供的一种无人机精准降落控制装置的结构示意图。如图8所示,具体包括如下:
位置数据获取模块801,用于获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;
图像矫正模块802,用于控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;
位置修正模块803,用于根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;
高度控制模块804,用于控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
进一步的,所述装置还包括升高指令发送模块,所述升高指令发送模块用于:
向所述伸缩杆体的驱动设备发送升高指令,以使所述驱动设备根据所述升高指令驱动所述伸缩杆体上升到最大高度。
进一步的,所述降落平台还包含一圆形区域,所述圆形区域的圆心为所述伸缩杆体的所在位置;
相应的,所述位置修正模块用于:
根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,并在移动过程中持续获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像中的伸缩杆体与圆形区域的相对位置确定无人机是否处于降落平台正上方的位置,若是,则控制无人机在水平方向上停止移动。
进一步的,所述位置修正模块用于:
根据至少两张降落平台的矫正图像确定无人机的移动方向;
获取至少两张降落平台的矫正图像中伸缩杆体顶端的球形标记物的位置数据,根据所述球形标记物的位置数据确定球形标记物的投影方向以及球形标记物的投影方向的修正值;
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值。
进一步的,所述位置修正模块用于:
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;
根据所述无人机的参考系与降落平台的参考系的差值、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位修正关系确定无人机的移动方向修正值。
进一步的,所述预设的无人机与球形标记物的方位关系如下:
I=X-U+180;
其中,I为无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;U为所述无人机的移动方向,其参考系为无人机的参考系;X为球形标记物的投影方向,其参考系为降落平台的参考系;
所述预设的无人机与球形标记物的方位修正关系如下:
V=Y-I+180;
其中,V为无人机移动方向的修正值,其参考系为无人机的参考系;Y为球形标记物的投影方向的修正值,其参考系为降落平台的参考系。
进一步的,所述图像矫正模块用于:
在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像确定至少三个位置标识的实际位置数据;
根据所述实际位置数据裁剪所述环境图像,并根据裁剪后的环境图像以及预先设置的位置标识距离映射表确定至少三个位置标识的目标位置数据;
根据所述实际位置数据以及所述目标位置数据将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
在本申请实施例中,位置数据获取模块,用于获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;图像矫正模块,用于控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;位置修正模块,用于根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;高度控制模块,用于控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。通过上述一种无人机精准降落控制装置,通过位置标识的相对位置对环境图像进行矫正,有助于还原降落平台的真实形状以及尺寸,从而使无人机能更精准的定位自身位置以及确定更精确的移动方向修正值,提高无人机降落的准确度。
本申请实施例中的一种无人机精准降落控制装置可以是装置,也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备,也可以为非移动电子设备。示例性的,移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等,非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage,NAS)、个人计算机(personal computer,PC)、电视机(television,TV)、柜员机或者自助机等,本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的一种无人机精准降落控制装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统,可以为ios操作系统,还可以为其他可能的操作系统,本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的一种无人机精准降落控制装置能够实现上述各方法实施例实现的各个过程,为避免重复,这里不再赘述。
实施例五
如图9所示,本申请实施例还提供一种电子设备900,包括处理器901,存储器902,存储在存储器902上并可在所述处理器901上运行的程序或指令,该程序或指令被处理器901执行时实现上述一种无人机精准降落控制装置实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
需要说明的是,本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
实施例六
本申请实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现上述一种无人机精准降落控制装置实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
其中,所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等。
实施例七
本申请实施例另提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现上述一种无人机精准降落控制装置实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明,但是本申请不仅仅限于以上实施例,在不脱离本申请构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本申请的范围由权利要求的范围决定。
Claims (10)
1.一种无人机精准降落控制方法,其特征在于,所述方法由无人机的控制设备执行,所述方法包括:
获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;
控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;
根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;
控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
2.根据权利要求1所述的一种无人机精准降落控制方法,其特征在于,在控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像之前,所述方法还包括:
向所述伸缩杆体的驱动设备发送升高指令,以使所述驱动设备根据所述升高指令驱动所述伸缩杆体上升到最大高度。
3.根据权利要求2所述的一种无人机精准降落控制方法,其特征在于,所述降落平台还包含一圆形区域,所述圆形区域的圆心为所述伸缩杆体的所在位置;
相应的,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方,包括:
根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,并在移动过程中持续获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像中的伸缩杆体与圆形区域的相对位置确定无人机是否处于降落平台正上方的位置,若是,则控制无人机在水平方向上停止移动。
4.根据权利要求1所述的一种无人机精准降落控制方法,其特征在于,根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,包括:
根据至少两张降落平台的矫正图像确定无人机的移动方向;
获取至少两张降落平台的矫正图像中伸缩杆体顶端的球形标记物的位置数据,根据所述球形标记物的位置数据确定球形标记物的投影方向以及球形标记物的投影方向的修正值;
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值。
5.根据权利要求4所述的一种无人机精准降落控制方法,其特征在于,根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的移动方向修正值,包括:
根据所述无人机的移动方向、所述球形标记物的投影方向以及预设的无人机与球形标记物的方位关系确定无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;
根据所述无人机的参考系与降落平台的参考系的差值、所述球形标记物的投影方向的修正值以及预设的无人机与球形标记物的方位修正关系确定无人机的移动方向修正值。
6.根据权利要求5所述的一种无人机精准降落控制方法,其特征在于,所述预设的无人机与球形标记物的方位关系如下:
I=X-U+180;
其中,I为无人机的参考系与降落平台的参考系的差值;U为所述无人机的移动方向,其参考系为无人机的参考系;X为球形标记物的投影方向,其参考系为降落平台的参考系;
所述预设的无人机与球形标记物的方位修正关系如下:
V=Y-I+180;
其中,V为无人机移动方向的修正值,其参考系为无人机的参考系;Y为球形标记物的投影方向的修正值,其参考系为降落平台的参考系。
7.根据权利要求1所述的一种无人机精准降落控制方法,其特征在于,控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像,包括:
在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,根据所述环境图像确定至少三个位置标识的实际位置数据;
根据所述实际位置数据裁剪所述环境图像,并根据裁剪后的环境图像以及预先设置的位置标识距离映射表确定至少三个位置标识的目标位置数据;
根据所述实际位置数据以及所述目标位置数据将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像。
8.一种无人机精准降落控制装置,其特征在于,所述装置配置于无人机的控制设备,所述装置包括:
位置数据获取模块,用于获取降落平台的位置数据,控制无人机根据所述位置数据飞行至降落平台的预设范围内;其中,所述降落平台包含至少三个位置标识、一个方向标识以及一根垂直于所述降落平台的伸缩杆体,并且所述伸缩杆体的顶端高于所述降落平台;
图像矫正模块,用于控制无人机在水平方向上进行移动,在移动过程中持续竖直向下获取降落平台的环境图像,并根据所述环境图像中的至少三个位置标识的相对位置将所述环境图像进行矫正,得到每张环境图像中降落平台对应的矫正图像;
位置修正模块,用于根据相邻两张所述矫正图像以及预设的无人机与伸缩杆体的顶端的方位关系,持续确定无人机的移动方向修正值,根据最新确定的移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动,直至无人机水平方向移动至所述降落平台的正上方;
高度控制模块,用于控制无人机在垂直方向进行向下的移动,并在移动过程中持续确定所述移动方向修正值,根据所述移动方向修正值控制无人机在水平方向上进行移动并控制降低所述伸缩杆体的高度,直至无人机降落到降落平台中。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器,存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种无人机精准降落控制方法的步骤。
10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种无人机精准降落控制方法的步骤。
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