一种飞行器辅助降落控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器控制技术领域，更为具体地，涉及一种飞行器辅助降落控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]在侦查、营救的过程中，能够快速移动的无人机由于自身稳定性的原因，无法穿过墙缝等狭小的空间。而具有较强地面适应性的履带车移动速度过慢，而且很难到达较高地区如高楼等地方。履带式爬壁机器人能够稳定的移动到楼层高处，而且能够携带大量负载，但是其移动速度缓慢一直废人诟病。将无人机与履带式爬壁机器人相结合，能够充分结合二者优点，并且能弥补两者的不足。于是我们设计的“小型无人机壁面移动收发基站”由履带驱动，整体扁平，在墙面上有较好的稳定性和工作可靠性，十分适合在狭小移动空间的壁面移动工作。可通过采用竖直携带无人机的方式，使系统整体高度小于无人机本身的宽度，在对比适应性较好的球笼式飞行器的发现，能更有效的穿越狭小的墙缝等障碍。在运载无人机的同时也缩短了无人机到目标地点的飞行距离，节约了无人机有限能量，提高了其能量的利用效率。除此之外，该基站更重要的作用就是利用车载平台上的信号中继功能，建立楼内外的信号传递桥梁，使得信号“穿墙”的能力大大增强，获得了更大的侦察范围，这种方式也使得无人机可携带更轻便的信号传输装置，从而使其可去负载更多有用质量。
[0003]但是，这种方式的主要缺点是在无人机降落的过程中，由于无人机体积小、重量轻，十分容易受到气流的干扰。此外，控制无人机的操纵者远离无人机，只能通过无人机携带的摄像头观察周围环境(称为第一视角)，由于摄像头的像素、视角，操作人员很难判断无人机相对平台的位置。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种飞行器辅助降落控制方法及系统。
[0005]为了实现上述目的，本发明的具体技术方案如下:
[0006]依据本发明的一方面，提供了一种飞行器收发控制方法，包括:
[0007]步骤SOl:拍摄飞行器的视觉图像信息；
[0008]步骤S02:根据视觉图像信息判断飞行器是否进入设定的着陆范围，如果是，则进入步骤S03，否则返回步骤SOl ；
[0009]步骤S03:识别飞行器上预先标记的色块，读取色块的轮廓并计算色块的中心坐标和色块拍摄面积；
[0010]步骤S04:根据色块实际面积与色块拍摄面积比对并计算飞行器距离飞行器收发平台的距离；
[0011]步骤S05:判断色块的中心坐标是否等于视觉图像监视模块的屏幕中心坐标，如果是，则根据飞行器收发平台所在位置直接生成飞行器的方位信息，进入步骤S09，否则进入步骤S06 ；
[0012]步骤S06:控制监控云台转动；
[0013]步骤S07:判断色块的中心坐标是否等于视觉图像监视模块的屏幕中心坐标，如果是，则进入步骤S08，否则返回步骤S06 ;
[0014]步骤S08:记录监控云台的转动角度，并根据监控云台的转动角度计算飞行器的方位信息；
[0015]步骤S09:根据飞行器的方位信息与飞行器距离飞行器收发平台的距离生成飞行器的三维辅助位置信息并反馈至后台操控中心供飞行器操作人员参考使用。
[0016]依据本发明的另一方面，提供了一种飞行器辅助降落控制系统，包括视觉图像监视模块、中央控制模块和监控云台；
[0017]视觉图像监视模块用于拍摄飞行器的视觉图像信息并根据视觉图像信息判断飞行器是否进入设定的着陆范围，如果是，则向中央控制模块发送识别命令，否则继续下一轮拍摄；
[0018]中央控制模块包括色块识别单元、第一 MCU和辅助信息单元；
[0019]色块识别单元用于接收识别命令并识别飞行器上预先标记的色块，读取色块的轮廓并计算色块的中心坐标和色块拍摄面积；
[0020]第一 MCU用于根据色块实际面积与色块拍摄面积比对并计算飞行器距离飞行器收发平台的距离，还用于判断色块的中心坐标是否等于视觉图像监视模块的屏幕中心坐标，如果是，则根据飞行器收发平台所在位置直接生成飞行器的方位信息，否则向监控云台发送触发命令，还用于接收监控云台的转动角度并计算飞行器的方位信息；
[0021]辅助信息单元用于根据飞行器的方位信息和飞行器距离飞行器收发平台的距离生成飞行器的三维辅助位置信息并反馈至视觉图像监视模块供飞行器操作人员参考使用。
[0022]监控云台用于接收触发命令并转动直到色块的中心坐标等于视觉图像监视模块的屏幕中心坐标，记录转动角度并发送至第一 MCU。
[0023]本发明的一种飞行器辅助降落控制方法及系统，通过检测无人机的三维位置辅助信息并反馈至视觉图像监视模块显示，方便飞行器操作人员几时掌握无人机的位置及飞行状态，克服了飞行器在降落过程中由于受到气流等外部因素的干扰无法准备降落的缺陷，通过为飞行器操作人员提供准确的三维位置信息从而实现精确降落。
【附图说明】
[0024]通过参考以下【具体实施方式】及权利要求书的内容并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中:
[0025]图1是本发明的一种飞行器辅助降落控制方法流程图；
[0026]图2是本发明的一种飞行器辅助降落控制系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
[0028]下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。
[0029]如图1所示，一种飞行器辅助降落控制方法，包括:
[0030]步骤SOl:拍摄飞行器的视觉图像信息；
[0031]步骤S02:根据视觉图像信息判断飞行器是否进入设定的着陆范围，如果是，则进入步骤S03，否则返回步骤SOl ；
[0032]步骤S03:识别飞行器上预先标记的色块，读取色块的轮廓并计算色块的中心坐标和色块拍摄面积；
[0033]步骤S04:根据色块实际面积与色块拍摄面积比对并计算飞行器距离飞行器收发平台的距离；
[0034]步骤S05:判断色块的中心坐标是否等于视觉图像监视模块的屏幕中心坐标，如果是，则根据飞行器收发平台所在位置直接生成飞行器的方位信息，进入步骤S09，否则进入步骤S06 ；
[0035]步骤S06:控制监控云台转动；
[0036]步骤S07:判断色块的中心坐标是否等于视觉图像监视模块的屏幕中心坐标，如果是，则进入步骤S08，否则返回步骤S06 ;
[0037]步骤S08:记录监控云台的转动角度，并根据监控云台的转动角度计算飞行器的方位信息；
[0038]步骤S09:根据飞行器的方位信息与飞行器距离飞行器收发平台的距离生成飞行器的三维辅助位置信息并反馈至后台操控中心供飞行器操作人员参考使用。
[0039]本实施例中，步骤S02中，根据视觉图像信息判断飞行器是否进入设定的着陆范围的具体实现为:对视觉图像信息进行图像处理，提取图像特征信息，根据图像特征信息判断飞行器是否进入设定的着陆范围。
[0040]优选地，在对视觉图像信息进行图像处理之前还进行图像预处理，在对视觉图像信息进行图像处理之后还进行滤波、误差校验处理，使得获取的图像特征信息更加准确，从而在后续能为飞行器操作人员提供更加准确的三维辅助信息。
[0041]本实施例中，步骤S02中，通过检测视觉图像信息中飞行器是否进入视觉图像监视模块屏幕的预设坐标范围判断飞行器是否进入着陆范围。当然，需要说明的是，这里的预设坐标范围是二维的，包括横坐标范围和纵坐标范围。通过预先设定一个坐标范围来界定飞行器是否进入着陆范围。一般情况来说，设定坐标范围时，横坐标的范围与纵坐标的范围相等。比如，设定(_50-50，-50-50)，单位为mm，那么在视觉图像信息中，只要捕捉到飞行器进入到(-50-50，-50-50)的坐标范围内，则可判断飞行器进入了着陆范围，可以开始后续的识别动作。
[0042]本实施例中，步骤S06中控制监控云台转动的具体实现为:将视觉图像信息中色块中心的横坐标与视觉图像监视模块的屏幕中心的横坐标比对，生成水平转动触发命令并控制监控云台水平转动，将视觉图像信息中色块中心的纵坐标与视觉图像监视模块的屏幕中心的纵坐标比对，生成垂直转动触发命令并控制监控云台垂直转动。通过对监控云台在水平方向和垂直方向分别控制，可以控制监控云台转动并在最短的时间内使色块的中心坐标等于视觉图像监视模块的屏幕中心坐标。提高系统的运行效率，也提高了系统的响应速度。
[0043]优选地，步骤S09中，还将飞行器所在位置与飞行器收发平台之间的目标飞行路径反馈至后台操控中心供飞行器操作人员参考使用。通过目标飞行路径可以方便飞行器操作人员操作无人机沿着目标飞行路径飞行，提高降落效率，同时可以减少降落所需时间。
[0044]如图2所示，一种飞行器辅助降落控制系统，包括视觉图像监视模块、中央控制模块和监控云台。本实施例中，我们通过控制监控平台转动带动视觉图像监视模块转动，从而调整飞行器在视觉图像信息中的坐标位置，有监控平台的转动角度反推飞行器的方位信息，还通过检测视觉图像信息中预先标记在飞行器上的色块面积与色块的实际面积计算得到飞行器距离飞行器收发平台的距离，从而实现飞行器实时三维位置信息的获取。
[0045]视觉图像监视模块用于拍摄飞行器的视觉图像信息并根据视觉图像信息判断飞行器是否进入设定的着陆范围，如果是，则向中央控制模块发送识别命令，否则继续下一轮拍摄。
[0046]本实施例中，视觉图像监视模块包括摄像机、图像处理单元、目标识别单元和显示单元。其中，摄像机用于拍摄飞行器的视觉图像信息；图像处理单元用于对视觉图像信息进行图像处理，提取图像特征信息；目标识别单元用于根据图