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申请/专利权人：普宙科技有限公司

摘要：本发明公开了一种基于嵌套二维码的无人机自主降落方法及系统，其包括如下步骤：在停机坪上设置具有空白区域的第一二维码，且在空白区域内设置若干第二二维码；当无人机位于第一相对高度区间后，根据第一二维码上的角点信息解算出无人机在第一相对高度区间时的位姿信息，并根据该位姿信息控制无人机下降；当无人机高度下降至第二相对高度区间，根据第一二维码和或第二二维码上的角点信息解算出无人机在第二相对高度区间时的位姿信息，并根据该位姿信息控制无人机下降。本发明通过在高空和低空采用不同的位姿计算方式减小位姿解算误差，提高计算精度，同时通过RTK插补无人机位置姿数据，避免二维码识别掉帧造成的不良影响。

主权项：1.一种基于嵌套二维码的无人机自主降落方法，其特征在于，包括如下步骤：在停机坪上设置具有空白区域的第一二维码，且在所述空白区域内设置若干第二二维码；当无人机位于第一相对高度区间，且识别出第一二维码后，根据第一二维码上的角点信息解算出无人机在第一相对高度区间时的位姿信息，并根据该位姿信息控制无人机下降；当无人机高度下降至第二相对高度区间，且识别出第一二维码和或第二二维码后，根据第一二维码和或第二二维码上的角点信息解算出无人机在第二相对高度区间时的位姿信息，并根据该位姿信息控制无人机下降；“根据第一二维码上的角点信息解算出无人机在第一相对高度区间时的位姿信息”的过程包括如下步骤：获取第一二维码上若干角点的像素坐标p1u1，v1，p2u2，v2，p3u3，v3...，再根据每一角点的像素坐标获取该角点在停机坪上的实际位置坐标q1x1，y1，z1，q2x2，y2，z2，q3x3，y3，z3...，进一步获得多个角点像素坐标和该角点在停机坪上的实际位置坐标的匹配对点Pp1，p2，p3...和Qq1，q2，q3...；通过PnP解算匹配对点P、Q之间的位姿关系，得到相对位移变换矩阵[R|T]，其中R为旋转矩阵、T为平移向量；再根据所述相对位移变换矩阵[R|T]解算出无人机的位姿信息，且所述位姿信息包括：无人机在第一相对高度区间时的航向角误差eλ、X方向误差ex、Y方向误差ey以及当前无人机与停机坪的相对高度h；且对无人机位于第一相对高度区间时的X方向误差ex、Y方向误差ey进行校正处理，其包括如下步骤：根据匹配对点P、Q获得单应性矩阵H，且根据下述公式1-2获取停机坪中心点在视觉识别图像中的像素坐标d；d′＝H·[0，0，1]T1d＝d′d′[2]2；根据无人机的横滚角α、俯仰角β构建无人机本身的姿态旋转矩阵Ru，根据下述公式3-9获取矫正后的停机坪中心点在视觉识别图像中的像素坐标：x′＝d[0]-cxfx3y′＝d[1]-cyfy4[x″，y″，w]＝Ru·[x′，y′，1]5x＝x″w6y＝y″w7E[0]＝x·fx+cx8E[1]＝y·fy+cy9；其中：cx、cy为矫正后的停机坪中心点在视觉识别图像中的像素坐标；fx、fy分别是视觉识别设备在x、y方向的焦距；E为向量；w、x″，y″均为过程量；按照公式10-11获取无人机位于第一相对高度区间时的、校正后的X方向误差ex’以及校正后的Y方向误差ey’：e’x＝E[0]-cx·hfx10e’y＝E[1]-cy·hfy11；且根据无人机位于第一相对高度区间时的航向角误差eλ、X方向误差ex校正后的X方向误差ex’，以及Y方向误差ey校正后的Y方向误差ey’控制无人机下降。

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