大小二维码混合图像地标设计方法与无人机识别地标方法与流程

本发明涉及无人机导航定位
技术领域：
，尤其涉及一种大小二维码混合图像地标设计方法与无人机识别地标方法。
背景技术：
：无人机在使用视觉引导着陆的时候，是由高空向地下降落，由于定位精度要求较高，而常规gps的定位精度无法满足要求，而视觉定位技术可以满足精度与成本的要求。由于无人机着陆的初始高度较高，一般是5-10米，而着陆末端的高度只有不到1米，因此需要摄像头的视野越来越小，对摄像头分辨率以及地标的设计有一定的要求。在当前无人机应用中，由于购买力、性价比等原因限制，许多使用者使用的无人机为定焦的相机。由于相机是定焦，在无人机降落的过程中，无人机的视野会逐渐缩小，当前的识别地标图像只有一个二维码或者少量传统复杂二维码，识别的高度范围比较小，不能覆盖无人机的整个降落高度范围，因此当视野小到一定程度时会导致视觉定位失败。视觉定位失败也会直接影响使用者操作，为使用者带来不好的体验。公开于该
背景技术：
部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体
背景技术：
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。基于上述原因，本申请人提出了一种大小二维码混合图像地标设计方法与无人机识别地标方法，旨在解决上述问题。技术实现要素：为了满足上述要求，本发明目的第一个目的在于提供一种大小二维码混合图像地标设计方法，旨在使无人机在0.5米到5米的范围内可以有效识别地标。本发明的第二个目的在于提供一种无人机识别地标的方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一方面，提出了一种大小二维码混合图像地标设计方法，包括以下步骤：创建组成图像地标的大型二维码单元、小型二维码单元，所述大型二维码单元、小型二维码单元均有且仅有一个边角为白色子单元；设定图像地标尺寸，选择4个所述大型二维码单元、4个小型二维码单元用于构成图像地标；所述大型二维码单元以2x2矩形阵列的方式排布，所述小型二维码单元也以2x2矩形阵列的方式排布，所述大型二维码单元之间设有用于设置小型二维码单元的间距，所述小型二维码单元设置于所述大型二维码单元的四条连接线的交汇处；将所述大型二维码单元的白色子单元均设置于右下方边角；将所述小型二维码单元均以与竖直面夹角45°的角度排布，所述小型二维码单元的白色子单元设置于最下方的边角。在一个可能的实施方式中，所述大型二维码单元、小型二维码单元均由九个3x3矩形排布的子单元构成，所述子单元为白色子单元或黑色子单元。在一个可能的实施方式中，所述大型二维码单元、小型二维码单元的尺寸分别为200mmx200mm、60mmx60mm。在一个可能的实施方式中，所述小型二维码单元与大型二维码单元之间均设有间隙。在一个可能的实施方式中，所述小型二维码单元的阵列组合中，位于上方、右方的小型二维码单元与位于下方、左方的小型二维码单元之间具有间隔线；所述间隔线与大型二维码单元的阵列组合中位于左上方、右下方的大型二维码子单元的连线重合。在一个可能的实施方式中，所述小型二维码单元的阵列组合中，位于上方、左方的小型二维码单元与位于下方、右方的小型二维码单元之间具有间隔线；所述间隔线与大型二维码单元的阵列组合中位于右上方、左下方的大型二维码子单元的连线重合。另一方面，本方案还提出了一种无人机识别地标的方法，基于上述任一项所述的大小二维码混合图像地标设计方法，应用于定焦相机的无人机，包括以下步骤：所述无人机降落的过程中实时检测获取包括有大型二维码单元、小型二维码单元的地标图像；所述无人机通过对大型二维码单元识别定位；当所述无人机视野缩小，对大型二维码单元的视觉识别失败时，所述无人机通过小型二维码单元进行识别定位处理。在一个可能的实施方式中，所述无人机在识别定位中，同时启动大型二维码单元识别定位、对小型二维码单元识别定位。相比于现有技术,本发明的有益效果在于：采用本方案大小二维码混合图像地标设计方法，多个尺寸大小二维码配合使用，在更小的地标面积下，可以实现0.5米-5米的识别范围内较为准确的无人机识别定位，采用本方案直接解决了无人机整个着陆过程的定位过程的视觉信息丢失问题和地标过大问题。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。附图说明图1是本发明一种大小二维码混合图像地标设计方法的流程示意图；图2是本发明一种大小二维码混合图像地标设计方法的二维码单元示意图；图3是本发明一种大小二维码混合图像地标设计方法的二维码单元另一示意图；图4是本发明一种大小二维码混合图像地标设计方法的二维码单元另一示意图；图5是本发明一种大小二维码混合图像地标设计方法的二维码单元另一示意图；图6是本发明一种大小二维码混合图像地标设计方法的二维码单元混合图像示意图；图7是本发明一种无人机识别地标的方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。如图1所示的方法流程示意图，为本发明公开的一种大小二维码混合图像地标设计方法，包括以下步骤：步骤s1，创建组成图像地标的大型二维码单元、小型二维码单元，所述大型二维码单元、小型二维码单元均有且仅有一个边角为白色子单元；步骤s2，设定图像地标尺寸，选择4个所述大型二维码单元、4个小型二维码单元用于构成图像地标；步骤s3，所述大型二维码单元以2x2矩形阵列的方式排布，所述小型二维码单元也以2x2矩形阵列的方式排布，所述大型二维码单元之间设有用于设置小型二维码单元的间距，所述小型二维码单元设置于所述大型二维码单元的四条连接线的交汇处；步骤s4，将所述大型二维码单元的白色子单元均设置于右下方边角；步骤s5，将所述小型二维码单元均以与竖直面夹角45°的角度排布，所述小型二维码单元的白色子单元设置于最下方的边角。其中，所述地标尺寸为大型二维码单元、小型二维码单元组合成的混合的图像地标的尺寸，所述图像地标旨在使无人机进行识别定位。作为较佳的实施方式，使用者可根据自身需要对图像地标的尺寸进行调整，或，使用可根据需要对图像地标的内部进行调整，即改变大型二维码单元、小型二维码单元的组合数量。作为其他实施方式，所述二维码单元包括但不限于2种尺寸，也可选择若干种，具体操作实施与本方案同理；需要注意的是，应当认为采用若干种尺寸的二维码单元亦落入本方案的记载内容范围之内。如图2、图3、图4以及图5所示的实施例中，所述大型二维码单元、小型二维码单元均由九个3x3矩形排布的子单元构成，所述子单元为白色子单元或黑色子单元。具体地，二维码单元由一个黑色边框和边框内部小方块组成。边框内部的小方块为3x3的矩阵排列，也可以扩展为更大的阵列，小方块可以为黑色和白色，在无人机识别程序中黑色编码为0，白色编码为1。为了从不同角度都能识别到二维码，对二维码的四个角的小方块进行特殊规定。规定为在正视二维码时，右下角的小方块为白色，其他三个角的小方块为黑色。在一个可能的实施方式中，所述大型二维码单元、小型二维码单元的尺寸分别为200mmx200mm、60mmx60mm。在其他实施例中，所述大型二维码单元、小型二维码单元的尺寸可根据使用者的需要进行调整，上述尺寸仅作为一个示例，不表示或暗示本方案的二维码单元尺寸仅为上述数值。在一个可能的实施方式中，所述小型二维码单元与大型二维码单元之间均设有间隙。具体地，在无人机识别中，为防止图像干涉，小型二维码单元、大型二维码单元应当是不仅可以作为一个整体来识别，而且也可以分别识别之后，由多个识别结果综合获得定位信息，因此，小型二维码单元与大型二维码单元之间有必要设置间隙。如图6所示的实施例中，所述小型二维码单元的阵列组合中，位于上方、右方的小型二维码单元与位于下方、左方的小型二维码单元之间具有间隔线；所述间隔线与大型二维码单元的阵列组合中位于左上方、右下方的大型二维码子单元的连线重合。如图6所示的实施例中，所述小型二维码单元的阵列组合中，位于上方、左方的小型二维码单元与位于下方、右方的小型二维码单元之间具有间隔线；所述间隔线与大型二维码单元的阵列组合中位于右上方、左下方的大型二维码子单元的连线重合。在其他实施例中，所述小型二维码单元、大型二维码单元之间的角度关系可根据使用者的需要或者无人机识别程序的设定进行调整，上述所描述的位置关系仅作为本方案中小型二维码单元、大型二维码单元的设置的一个角度实施例，不表示或暗示本方案的二维码单元设置角度仅为上述数值。另一方面，如图7所示的流程示意图，本方案还提出了一种无人机识别地标的方法，基于上述任一项所述的大小二维码混合图像地标设计方法，应用于定焦相机的无人机，包括以下步骤：步骤q1，所述无人机降落的过程中实时检测获取包括有大型二维码单元、小型二维码单元的地标图像；步骤q2，所述无人机通过对大型二维码单元识别定位；步骤q3，当所述无人机视野缩小，对大型二维码单元的视觉识别失败时，所述无人机通过小型二维码单元进行识别定位处理。在一个可能的实施方式中，所述无人机在识别定位中，同时启动大型二维码单元识别定位、对小型二维码单元识别定位。具体地，采用上述大小二维码混合图像地标设计方法，使得采用该方法的定焦无人机可以在800x800毫米的较小地标上满足0.5到5米高度的有效视觉定位。在具体操作中，角度为60度的工业镜头焦距与二维码尺寸在识别距离的关系，在多次试验中获得了如下数据，具体如表1：相机焦距二维码尺寸有效识别距离2.8mm60mmx60mm30cm～200cm2.8mm200mmx200mm150cm～500cm3.6mm60mmx60mm50cm～250mm3.6mm200mmx200mm200mm～600mm表1从表格中可以看出，使用2.8mm镜头时，利用二维码组合的方式，可以在30cm-500cm的距离上连续可识别，也在一定程度上证明了本方案的有益效果的正确性。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变应该属于本发明权利要求的保护范围之内。当前第1页1 2 3