用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战，而民用方面，可用于边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻和治安监控。
[0019]无人机在军事方面的应用无需多言，目前，无人机在民用方面的应用也越来越广泛。由于无人机飞行控制的特殊性，往往在起飞时容易进行飞行控制，而在降落即回收时由于需要飞往特定着陆点，例如着陆地标位置，因而对飞行控制的要求更高，飞行控制的难度也更大，如何在无人机着陆时减少人为操作，实现各种地形下的高精度全自动着陆，是每一家无人机公司急需解决的问题之一。
[0020]现有技术中的无人机着陆方式无法做到高精度和低开销之间的有效均衡，而且无法实现所有地形下的无人机自动着陆，其智能化水平不高。为此，本实用新型搭建了一种无人机自动着陆系统，采用各种有针对性的图像处理设备提高着陆地标定位的精度，同时，地形识别技术和无线通信技术的联合使用满足了不同地形下的着陆要求。
[0021]图1为根据本实用新型实施方案示出的无人机自动着陆系统的结构方框图，所述系统包括无人机驱动设备1、主控制器2、航拍摄像机3和地标定位器4，所述航拍摄像机3与所述地标定位器4连接，所述主控制器2与所述无人机驱动设备1、所述航拍摄像机3和所述地标定位器4分别连接。
[0022]其中，所述航拍摄像机3对机下的疑似地标区域进行拍摄以获得疑似地标图像，所述地标定位器4对所述疑似地标图像进行图像处理以在确定所述疑似地标图像中存在地标时获得无人机距离地标的相对高度和相对定位距离，所述主控制器2基于所述相对高度和所述相对定位距离控制所述无人机驱动设备I以驱动所述无人机着陆到地标上。
[0023]接着，继续对本实用新型的无人机自动着陆系统的具体结构进行进一步的说明。
[0024]所述系统还包括:地形识别器，与所述航拍摄像机3连接，用于基于所述疑似地标图像确定机下地形的类型，所述机下地形的类型包括平原、草地、山区、沙漠、舰艇、戈壁、城市和丘陵。
[0025]所述系统还包括:无线收发设备，与远端的无人机控制平台建立双向的无线通信链路，与地形识别器和存储设备分别连接，将所述机下地形的类型发送到所述无人机控制平台，以接收所述无人机控制平台返回的、与所述机下地形的类型对应的地标分割颜色数据，并将所述地标分割颜色数据存储到存储设备中，所述地标分割颜色数据包括地标R通道范围、地标G通道范围和地标B通道范围，所述地标R通道范围、所述地标G通道范围和所述地标B通道范围用于将RGB图像中的地标与RGB图像背景分离。
[0026]所述系统还包括:GPS定位器，与GPS导航卫星连接，用于接收无人机所在位置的实时定位数据。
[0027]所述系统还包括:存储设备，用于预先存储预设高度范围、预设气压高度权重和预设超声波高度权重，还用于预先存储各个种类的地标的基准图像模板和各个种类的地标的仿射不变矩特征，每一个种类的地标的基准图像模板为对每一个种类的基准地标预先拍摄所获得的图案，每一个种类的地标的仿射不变矩特征提取自每一个种类的地标的基准图像模板。
[0028]所述系统还包括:高度传感设备，与所述存储设备连接，包括气压高度传感器、超声波高度传感器和微控制器；所述气压高度传感器用于根据无人机附近的气压变化，检测无人机所在位置的实时气压高度；所述超声波高度传感器包括超声波发射机、超声波接收机和单片机，所述单片机与所述超声波发射机和所述超声波接收机分别连接，所述超声波发射机向地面发射超声波，所述超声波接收机接收地面反射的超声波，所述单片机根据所述超声波发射机的发射时间、所述超声波接收机的接收时间和超声波传播速度计算无人机的实时超声波高度；所述微控制器与所述气压高度传感器、所述超声波高度传感器和所述存储设备分别连接，当所述实时气压高度和所述实时超声波高度的差在所述预设高度范围时，基于所述预设气压高度权重、所述预设超声波高度权重、所述实时气压高度和所述实时超声波高度计算并输出所述实时高度，当所述实时气压高度和所述实时超声波高度的差不在所述预设高度范围时，输出高度检测失败信号。
[0029]所述航拍摄像机3为线阵数码航空摄影机，包括减震底架、前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元，用于对所述疑似地标区域进行拍摄以获得疑似地标图像。
[0030]如图2所示，所述地标定位器4与所述航拍摄像机3、所述存储设备、所述GPS定位器和所述高度传感设备分别连接，所述地标定位器4包括图像预处理子设备41、疑似地标分割子设备42、地标识别子设备43和相对位置检测子设备44。
[0031]所述图像预处理子设备41对所述疑似地标图像依次进行对比度增强处理、中值滤波处理和RGB色彩空间转换处理，以获得疑似地标RGB图像。
[0032]所述疑似地标分割子设备42与所述图像预处理子设备41和所述存储设备分别连接，计算所述疑似地标RGB图像中每一个像素的R通道值、G通道值和B通道值，当某一像素的R通道值在所述地标R通道范围内、G通道值在所述地标G通道范围内且B通道值在所述地标B通道范围内时，将其确定为疑似地标像素，将所述疑似地标RGB图像中所有疑似地标像素组合以形成疑似地标子图案。
[0033]所述地标识别子设备43与所述疑似地标分割子设备42和所述存储设备分别连接，计算所述疑似地标子图案的仿射不变矩特征，将所述疑似地标子图案与各个种类的地标的基准图像模板逐一匹配，匹配失败则输出无地标信号，匹配成功则获得匹配的地标类型并将所述存储设备中与匹配的地标类型对应的仿射不变矩特征与所述疑似地标子图案的仿射不变矩特征比较，不同则输出无地标信号，相同则输出存在地标信号、匹配的地标类型以及所述疑似地标子图案在所述疑似地标RGB图像中的图像相对位置。
[0034]所述相对位置检测子设备44与所述地标识别子设备43、所述GPS定位器和所述高度传感设备分别连接，在接收到存在地标信号时，基于所述图像相对位置和所述实时定位数据计算所述无人机距离地标的相对定位距离，以及将所述实时高度作为所述无人机距离地标的相对高度。
[0035]所述主控制器2与所述地标定位器4、所述高度传感设备和所述无人机驱动设备I分别连接，在接收到所述高度检测失败信号或所述无地标信号时，将所述高度检测失败信号或所述无地标信号通过所述无线收发设备转发给所述无人机控制平台；所述主控制器2在接收到所述相对定位距离且接收到所述相对高度时，基于所述相对定位距离和所述相对高度控制所述无人机驱动设备I以驱动所述无人机着陆到地标上。
[0036]其中，在所述系统中:当所述机下地形的类型为平原时，所述机下地形的类型对应的地标分割颜色数据中，地标R通道范围为150到255，地标G通道范围为O到120，地标B通道范围为I到150 ;所述航拍摄像机3为超高清航拍摄像机，所拍摄的疑似地标图像的分辨率为3840X2160 ;所述图像预处理子设备41、所述疑似地标分割子设备42、所述地标识别子设备43和所述相对位置检测子设备44分别采用不同的FPGA芯片来实现，可选地，将所述图像预处理子设备41、所述疑似地标分割子设备42、所述地标识别子设备43和所述相对位置检测子设备44集成在一块集成电路板上，以及可选地，所述无人机为旋翼无人机。
[0037]另外，中值滤波器是一种非线性数字滤波器技术，经常用于去除图像或者其它信号中的噪声。中值滤波器的设计思想就是检查输入信号中的采样并判断它是否代表了信号，使用奇数个采样组成的观察窗实现这项功能。观察窗口中的数值进行排序，位于观察窗中间的中值作为输出，然后，丢弃最早的值，取得新的采样，重复上面的计算过程。
[0038]在图像处理中，在进行如边缘检测这样的进一步处理之前，通常需要首先进行一定程度的降噪。中值滤波是图像处理中的一个常用步骤，它对于斑点噪声和椒盐噪声来说尤其有用。保存边缘的特性使它在不希望出现边缘模糊的场合也很有用。
[0039]另外，所述存储设备可选型为SDRAM，即 Synchronous Dynamic Random AccessMemory,同步动态随机存储器，同步是指Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。
[0040]SDRAM存储器从发展到现在已经经历了四代，分别是:第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2SDRAM，第四代DDR3 SDRAM。第一代SDRAM采用单端(Single-Ended)时钟信号，第二代、第三代与第四代由于工作频率比较快，