本公開涉及無人機精準降落,具體涉及一種無人機視覺降落標靶和無人機精確導航或降落方法。
背景技術:
1、無人機自主導航與精準降落技術目前已得到廣泛應用,而基于視覺標記的地面標靶作為連接無人機與著陸點的核心交互節點,目前也得到了廣泛關注和研究。
2、然而,相關方案中的無人機降落靶標普遍采用單一尺寸的視覺標記設計模式,導致系統缺乏一種能夠自適應不同降落高度的動態引導機制,從而在識別范圍、抗干擾性與定位精度層面存在明顯缺陷。因此,如何實現一種能夠響應不同高度區間的識別需求、具備抗遮擋與高精度糾偏能力的靶標設計及配套識別機制,從而在保障無人機全流程降落連續性的同時,滿足近地面高精度定位以及提高環境適應性的雙重需求,成為一個亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此,本公開提供了一種無人機視覺降落標靶和無人機精確導航或降落方法,以解決如何實現一種能夠響應不同高度區間的識別需求、具備抗遮擋與高精度糾偏能力的靶標設計及配套識別機制,從而在保障無人機全流程降落連續性的同時,滿足近地面高精度定位以及提高環境適應性的雙重需求的問題。
2、本公開提供了一種無人機視覺降落標靶,包括:
3、一個外層aruco母碼,其內部具有非編碼區;
4、至少三個獨立的中層aruco子碼,分布于外層aruco母碼的非編碼區,且中層aruco子碼與外層aruco母碼之間具有預定的相對位置關系;
5、一個內層aruco標記板,設置于外層aruco母碼的非編碼區內,標記板由m行×n列網格形式排列的多個aruco標記構成,其中,m≥2,n≥2,且標記板作為一個整體單元用于視覺定位解算。
6、本公開還提供了一種無人機精確導航或降落方法,應用于上述的無人機視覺降落標靶,方法包括:
7、獲取無人機的飛行高度及相機采集的包含視覺降落標靶的圖像;
8、當飛行高度處于第一高度區間時,識別圖像中的外層aruco母碼,并根據外層aruco母碼解算無人機的第一定位數據;
9、當飛行高度處于低于第一高度區間的第二高度區間時,識別圖像中的外層aruco母碼及中層aruco子碼;若未能完整識別外層aruco母碼,則根據識別到的中層aruco子碼,以及中層aruco子碼與外層aruco母碼之間預定的相對位置關系,解算無人機的第二定位數據;
10、當飛行高度位于低于第二高度區間的第三高度區間時,識別圖像中的內層aruco標記板,將內層aruco標記板作為一個整體單元進行位姿解算,獲得無人機的第三定位數據。
11、本公開還提供了一種電子設備,包括:存儲器,用于存儲計算機程序;處理器,用于執行計算機程序時實現上述無人機精確導航或降落方法的步驟。
12、本公開還提供了一種計算機可讀存儲介質,計算機可讀存儲介質中存儲有計算機程序,其中,計算機程序被處理器執行時實現上述無人機精確導航或降落方法的步驟。
13、本公開還提供了一種計算機程序產品,包括計算機程序,計算機程序被處理器執行時實現上述無人機精確導航或降落方法的步驟。
14、在本公開上述實施例的無人機視覺降落標靶和無人機精確導航或降落方法中,通過采用三層嵌套式布局,并依據飛行高度執行分層級的識別與解算策略,實現了無人機視覺降落引導從單一尺度固定模式到多高度區間自適應、系統自動切換的轉變,從而解決在近地面易丟失視野及定位精度不足的問題,滿足了無人機全流程連續引導以及提高了復雜環境下的適應性。通過在外層aruco母碼非編碼區分布具有預定相對位置關系的中層aruco子碼,使得無人機在近地面因氣流擾動或操作偏差導致外層aruco母碼超出視場或被局部遮擋時,仍能優先依據中層aruco子碼快速糾偏定位,實現對視覺盲區與遮擋場景的有效補償引導,進一步提高了降落過程的魯棒性與在動態干擾下的糾錯能力。
15、此外,通過在中心區域設置由多行多列標記構成的內層aruco標記板,并將該標記板作為一個整體單元進行位姿解算,從而實現了在超低空視距(如小于1米)下對抗鏡頭畸變與視角傾斜的高精度定位。
1.一種無人機視覺降落標靶,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的無人機視覺降落標靶,其特征在于,所述外層aruco母碼選自第一預定義的aruco字典,所述中層aruco子碼選自第二預定義的aruco字典;所述第一預定義的aruco字典與所述第二預定義的aruco字典的類型相同或不同;當所述第一預定義的aruco字典與所述第二預定義的aruco字典的類型相同時,所述外層aruco母碼的id號與所述中層aruco子碼的id號互不相同;所述內層aruco標記板中多個aruco標記選自第三預定義的aruco字典,且所述第三預定義的aruco字典與所述第一預定義的aruco字典、所述第二預定義的aruco字典均不相同。
3.根據權利要求1所述的無人機視覺降落標靶,其特征在于,所述中層aruco子碼的數量為四個,分別分布于所述外層aruco母碼非編碼區的左上、右上、左下及右下區域。
4.根據權利要求1所述的無人機視覺降落標靶,其特征在于,所述內層aruco標記板中,所述多個aruco標記的id號彼此不同。
5.根據權利要求1所述的無人機視覺降落標靶,其特征在于,所述內層aruco標記板位于所述外層aruco母碼的幾何中心,或者,位于所述外層aruco母碼非編碼區中預設的落點位置。
6.根據權利要求1所述的無人機視覺降落標靶,其特征在于,所述外層aruco母碼的邊長、所述中層aruco子碼的邊長與所述內層aruco標記板的外輪廓邊長之間滿足預設的比例關系。
7.根據權利要求1所述的無人機視覺降落標靶,其特征在于,所述內層aruco標記板中的多個aruco標記之間具有固定的物理間隔,且所述內層aruco標記板與所述中層aruco子碼之間互不重疊,形成物理隔離的識別單元。
8.一種無人機精確導航或降落方法,應用于如權利要求1-7任一項所述的無人機視覺降落標靶,其特征在于,所述方法包括:
9.一種電子設備,其特征在于,包括:
10.一種計算機可讀存儲介質,其特征在于,所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機程序,其中,所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求8所述無人機精確導航或降落方法的步驟。
11.一種計算機程序產品,包括計算機程序,其特征在于,所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求8所述無人機精確導航或降落方法的步驟。