无人机着陆方法及相关装置与流程

1.本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种无人机着陆方法及相关装置。


背景技术：

2.随着计算机技术的发展，自动控制的无人机的应用也越来越广泛。无人机可用于对地形地貌的快速预览、以辅助地理测绘和城市规划等，也可应用于农业植保，例如农药喷洒和农田灌溉。
3.如何实现无人机的精准降落是无人机技术领域中亟待解决的技术难题之一。


技术实现要素：

4.本发明的目的在提供了一种无人机着陆方法及相关装置，其能够通过在预设着陆点布置同心嵌套的编码图形，利用目标编码图形及拍摄预设着陆点得到的编码图像，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，根据位置坐标控制无人机的精准降落。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.第一方面，本发明提供一种无人机着陆方法，所述方法包括：获取无人机的拍摄装置拍摄预设着陆点得到的编码图像，其中，所述预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，所述编码图像中包括目标编码图形；对所述编码图像进行识别，确定所述目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息；根据所述目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定所述目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标，以使所述无人机根据所述位置坐标着陆在所述预设着陆点。
7.第二方面，本发明提供一种无人机着陆装置，所述装置包括：获取模块，用于获取无人机的拍摄装置拍摄预设着陆点得到的编码图像，其中，所述预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，所述编码图像中包括目标编码图形；识别模块，用于对所述编码图像进行识别，确定所述目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息；确定模块，用于根据所述目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定所述目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标，以使所述无人机根据所述位置坐标着陆在所述预设着陆点。
8.第三方面，本发明提供一种无人机，所述无人机包括计算单元、飞控单元和拍摄装置，所述飞控单元和所述拍摄装置均与所述计算单元通信连接：所述拍摄装置，用于对预设着陆点进行拍摄，得到编码图像并将所述编码图像发送至所述计算单元，其中，所述预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，所述编码图像中包括目标编码图形；所述计算单元，用于对所述编码图像进行识别，确定所述目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息、以及根据所述目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定所述目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标，并将所述位置坐标发送至所述飞控单元；所述飞控单元，用于根据所述位置坐标着陆在所述预设着陆点。
9.第四方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的无人机着陆方法。
10.第五方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的无人机着陆方法。
11.与现有技术相比，本发明首先获取无人机的拍摄装置拍摄预设着陆点得到的编码图像，其中，预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形；然后，对编码图像进行识别，确定目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息；最后，根据目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，以使无人机根据位置坐标着陆在预设着陆点。本发明通过利用拍摄同心嵌套的多个编码图形得到的编码图像及目标编码图形，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，实现了无人机的精准降落。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
13.图1为本发明实施例提供的一种应用场景的示意图。
14.图2为本发明实施例提供的图1中无人机的方框示意图。
15.图3为本发明实施例提供的另一种应用场景示意图。
16.图4为本发明实施例提供的图3中电子设备的方框示意图。
17.图5为本发明实施例提供的一种无人机着陆方法的流程图。
18.图6为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图。
19.图7为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图。
20.图8为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图。
21.图9为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图。
22.图10为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图。
23.图11为本发明实施例提供的同心嵌套的编码图形的嵌套示例图。
24.图12为本发明实施例提供的无人机着陆装置的方框示意图。
25.图标：10-无人机；11-计算单元；12-飞控单元；13-拍摄装置；20-电子设备；21-处理器；22-存储器；23-总线；24-通信接口；100-无人机着陆装置；110-获取模块；120-识别模块；130-确定模块。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
30.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
32.现有技术中，通常在着陆点布置一个二维码，通过无人机的拍摄装置对二维码进行拍摄，以根据拍摄到的二维码图像辅助无人机定位着陆点，实现无人机的精准降落，但是在实际实现时，如果二维码的尺寸太小，无人机在远处无法得到准确定位，如果二维码的尺寸太大，在降落到距离着陆点某一高度时，无人机的拍摄装置无法拍摄到完整的二维码图像，此时，二维码失去了辅助无人机定位的作用，而且，为了保证无人机进行准确定位，该方法只能适用于近距离场景下着陆点的定位。
33.有鉴于此，本发明实施例提供了一种无人机着陆方法及相关装置，可以实现无人机与着陆点中间的多个高度范围内着陆点的自适应定位，因而既能适用于近距离场景的着陆点定位，又能适用于远距离场景的着陆点定位，提高了无人机着陆方法的可扩展性。
34.请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种应用场景的示意图，图1中以编码为二维码为例进行说明，图1中，预设着陆点预先设置有同心嵌套的两个二维码图形，如图1中虚线框中图形所示，首先，无人机10的拍摄装置拍摄预设着陆点，得到编码图像，根据无人机10拍摄时与预设着陆点之间的距离，该编码图像中可能包括完整的两个二维码图形，也可能包括一个完整的二维码图形和一个不完整的二维码图形，也可能仅包括一个完整的二维码图形；其次，无人机10对该编码图像进行识别，得到目标二维码图形的像素尺寸以及物理尺寸，目标二维码图形为同心嵌套的两个二维码图形中的一个；最后，根据目标二维码图形的像素尺寸以及物理尺寸，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，无人机10根据该位置坐标在预设着陆点着陆。
35.在图1的基础上，本发明实施例还提供了图1中无人机10的方框示意图，请参照图2，图2为本发明实施例提供的图1中无人机10的方框示意图，图2中，无人机10包括计算单元11、飞控单元12及拍摄装置13，拍摄装置13和飞控单元12均与计算单元11通信连接。
36.在本实施例中，拍摄装置13可以为无人机10上安装的摄像头，或者无人机上安装的照相机或者摄像机等拍摄装置。拍摄装置13用于对预设着陆点进行拍摄，得到编码图像并将编码图像发送至计算单元，其中，预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，编码图像中包括目标编码图形。
37.在本实施例中，计算单元11可以是一种集成电路芯片，具有计算能力。在实现过程中，本发明实施例中的无人机着陆方法的各步骤可以通过计算单元11中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的计算单元11可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network proc essor，简称np)等；还
可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。计算单元11，用于对编码图像进行识别，确定多个编码图形中与所述编码图像对应的目标编码图形、以及根据编码图像及目标编码图形，确定无人机相对于目标编码图形的相对位置，并将相对位置发送至飞控单元。
38.可以理解的是，计算单元11内部可以设置有内部存储器，以暂存计算机程序，例如本发明实施例中的无人机着陆装置100，无人机着陆装置100均包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于内部存储器中的软件功能模块，计算单元11在接收到执行指令后，执行所述程序以实现本发明实施例中的无人机着陆方法。
39.计算单元11用于：对编码图像进行识别，确定目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息、以及根据目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，并将位置坐标发送至飞控单元。
40.作为一种具体实施方式，计算单元11具体用于：对编码图像进行识别，确定目标编码图形的标识以及像素尺寸信息；根据标识从预设的标识与物理尺寸的对应关系中，确定目标编码图形的物理尺寸信息。
41.作为一种具体实施方式，计算单元11在具体用于对编码图像进行识别，确定目标编码图形的标识以及像素尺寸信息时，具体还用于：对编码图像进行识别，确定多个编码图形的标识以及像素尺寸信息，从多个编码图形中确定目标编码图形；根据目标编码图形的标识从预设的标识与物理尺寸的对应关系中，确定目标编码图形的物理尺寸信息。
42.作为一种具体实施方式，计算单元11在具体用于确定多个编码图形的标识以及像素尺寸信息，从所述多个编码图形中确定目标编码图形时，具体用于：将多个编码图形中像素尺寸最大的编码图形确定为目标编码图形。
43.作为一种具体实施方式，计算单元11在具体用于根据目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定标编码图形相对于无人机的位置坐标时，具体用于：根据目标编码图形的像素尺寸信息确定目标编码图形的预设点像素坐标；根据目标编码图形的像素尺寸信息、物理尺寸信息、预设点像素坐标以及拍摄装置的预设内参，确定目标编码图形的预设点相对于拍摄装置光轴的偏移量，得到目标编码图形相对于无人机的位置坐标。
44.作为一种具体实施方式，计算单元11还用于：根据预设置的着陆高度以及编码参数确定同心嵌套的编码图形的级数以及每一级编码图形标识以及物理尺寸；记录每一编码图形的标识与物理尺寸的对应关系。
45.作为一种具体实施方式，计算单元11还具体用于：按照预设置的着陆高度的最小值以及编码参数确定初始级别编码图形以及其物理尺寸；确定物理尺寸对应的最大高度值，判断最大高度值是否小于着陆高度的最大值；若最大高度值小于着陆高度的最大值，根据编码参数确定下一级别编码图形以及其物理尺寸；若最大高度值大于或等于着陆高度的最大值，停止根据编码参数确定下一级别编码图形以及物理尺寸。
46.在本实施例中，飞控单元12，又称飞行控制器，用于在起飞、巡航、降落等阶段辅助或全自主对无人机10的其他系统及元器件起到协同控制的元件。在无人机10飞行过程中，飞控单元12感知无人机10的飞行高度、速度、角度及位置信息，按照预先设定好的飞行计划或临时接收的飞行指令，控制无人机10做出相应的动作，例如，对于固定翼机是调整舵面
等，对于多旋翼机是调整各个动力的输出功率等，从而达到改变飞行姿态的目的。飞控单元12，用于根据相对位置控制无人机在所述预设着陆点着陆。
47.除了图1所示的应用场景之外，本发明实施例还提供了另一种应用场景，请参照图3，图3为本发明实施例提供的另一种应用场景示意图，以编码为二维码为例进行说明，无人机10与电子设备20通过无线网络通信，无人机10带有拍摄装置13，无人机拍摄装置13拍摄预设着陆点，得到编码图像，再把编码图像发送至电子设备20，电子设备20首先对该编码图像进行识别，得到目标二维码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，然后根据目标二维码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，最后将该位置坐标发送至无人机10，无人机10根据该位置坐标在预设着陆点着陆。
48.在本实施例中，电子设备20可以是个人电脑、平板电脑、移动终端、服务器等具有数据处理功能和网络通信功能的设备。
49.在图3的基础上，本发明实施例还提供了图3中电子设备20的方框示意图，请参照图4，图4为本发明实施例提供的图3中电子设备的方框示意图。图4中，电子设备20包括处理器21、存储器22、总线23、通信接口24。处理器21、存储器22通过总线23连接，处理器21通过通信接口24和网络与无人机通信。
50.处理器21可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器21中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器21可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
51.存储器22用于存储程序，例如本发明实施例中的无人机着陆装置100，无人机着陆装置100均包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器22中的软件功能模块，处理器21在接收到执行指令后，执行所述程序以实现本发明实施例中的无人机着陆方法。
52.存储器22可能包括高速随机存取存储器(ram：random access memory)，也可能还包括非易失存储器(non-volatile memory)。可选地，存储器22可以是内置于处理器21中的存储装置，也可以是独立于处理器21的存储装置。
53.总线23可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。图4仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
54.在上述图1～图4的基础上，本发明实施例还提供了一种无人机着陆方法，该方法既可以应用于图1和图2中无人机10，也可以应用于图3和图4中的电子设备20，请参照图5，图5为本发明实施例提供的一种无人机着陆方法的流程图，该方法包括以下步骤：
55.步骤s100，获取无人机的拍摄装置拍摄预设着陆点得到的编码图像，其中，预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，编码图像中包括目标编码图形。
56.在本实施例中，同心嵌套的多个编码图形的个数是预先设定的，但是编码图像包括的编码图形的个数则取决于无人机与预设着陆点之间的距离，在拍摄装置的拍摄范围内，该距离越大，编码图像包括的编码图形的个数越多，可以理解的是，编码图像包括的编码图形的最大个数和同心嵌套的多个编码图形的个数相同，该距离越小，编码图像包括的
编码图形的个数越少，因为同心嵌套中外层的编码图形已经拍摄不到或者只拍摄到部分，目标编码图形是编码图像中识别到的同心嵌套的多个编码图形中的一个。
57.在本实施例中，编码可以采用二维码，例如，apriltag，也可以采用其他形式的编码，例如，同心圆环标签，只要能够对预设图形进行编码得到的编码。
58.步骤s110，对编码图像进行识别，确定目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息。
59.在本实施例中，对编码图像进行识别时，识别到的编码图像中的编码图形的个数可以是一个，也可以是多个。若为一个，则该编码图形即为目标编码图形，若为多个，则这些编码图形中确定一个作为目标编码图形，例如，同心嵌套的多个编码图形有5个，分别为图形1～图形5，对编码图像进行识别时，识别到的编码图像中的编码图形为图形1，则图形1为目标编码图形，若识别到的编码图像中的编码图形为图形1、图形2和图形3，则从图形1～图形3中确定一个作为目标编码图形，例如，确定图形3为目标编码图形。
60.在本实施例中，在对编码图像进行识别时，可以根据识别到的编码图形的标识确定识别到的编码图像中的编码图形的个数。
61.在本实施例中，目标编码图形的物理尺寸信息可以根据预先设置的编码图形的标识与对应的物理尺寸信息之间的对应关系得到。作为一种具体实现方式，可以为每一编码图形预先设置一个标识，在对编码图像进行识别时，得到目标编码图形的标识，通过查找预设置的标识与物理尺寸之间对应关系，得到目标编码图形对应的物理尺寸信息。作为另一种具体实现方式，可以预先设置每一编码图形及对应的物理尺寸信息，通过目标编码图形与每一编码图形进行对比，得到目标编码图形对应的物理尺寸信息。
62.在本实施例中，目标编码图形的像素尺寸信息可以在对目标编码图像进行识别时，根据识别到的目标编码图形在编码图像中的像素坐标计算得到。
63.需要指出的是，针对二维码图形的编码图形，可以根据检测算法识别到编码图像中的二维码图形的4个顶点的像素坐标，进而根据顶点的像素坐标确定二维码图形的像素尺寸。例如，得到像素坐标为：{"x":900,"y":200}，{"x":900,"y":400}，{"x":1100,"y":400}，{"x":1100,"y":200}，其中，上述坐标依次为二维码图形的左上角，左下角，右下角，右上角的像素坐标。以上坐标的坐标系是以编码图像左上角为原点，单位为像素，画面水平朝右的方向为x轴正方向，画面竖直向下的方向为y轴正方向。
64.步骤s120，根据目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，以使无人机根据位置坐标着陆在预设着陆点。
65.在本实施例中，可以根据目标编码图形的像素尺寸信息确定目标编码图形的预设点的像素坐标，再根据目标编码图形的像素尺寸信息、物理尺寸信息、预设点的像素坐标以及拍摄装置的预设内参确定目标编码图形的预设点相对于所述拍摄装置光轴的偏移量，得到所述目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标。其中，预设点可以是目标编码图形的中心点，也可以是目标编码图形的顶点。
66.若预设点为目标编码图形的中心点，可以在得到目标编码图形在编码图像中的像素坐标时或者在确定编码图形相对于无人机的位置坐标时，根据目标编码图形的像素坐标得到。例如，得到像素坐标为：{"x":900,"y":200}，{"x":900,"y":400}，{"x":1100,"y":400}，{"x":1100,"y":200}，其中，上述坐标依次为二维码图形的左上角，左下角，右下角，
右上角的像素坐标，则得到的中心点的像素坐标为："center":{"x":1000,"y":300}。
67.本实施例中，若预设点为目标编码图形的中心点，得到的也是目标编码图形的中心点相对于无人机的位置坐标，而无人机一般降落于目标编码图形的中心点，因此相比于设置其他的预设点，可以避免预设点相对于中心点的位置坐标的计算，提升无人机降落的效率。
68.本实施例中，相比于设置非同心嵌套的编码图形，通过设置同心嵌套的编码图形，可以实现只要无人机能够识别到任一编码图形，既可以确定目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标，相比于设置非同心嵌套的编码图形，在降落过程中，无人机无需大范围浮动去对准每一编码图形的中心点，只需要在确定出的中心点附近进行小范围的浮动既可以实现精准降落，从而增加了编码图形的识别率，提升了无人机着陆的效率。
69.本实施例中，确定目标编码图形的预设点相对于所述拍摄装置光轴的偏移量，即为确定目标编码图形相对于拍摄装置光轴的偏移量，之后可以根据拍摄位置相对于无人机的位置坐标，得到目标编码图形相对于无人机的偏离量，无人机的飞控模块可以根据这个偏移量反向移动无人机，使得飞机对准目标编码图形降落。
70.需要说明的是，根据本发明实施例提供的无人机着陆方法，本领域技术人员在不付出创造性的劳动的情况下可以对其加以改进用于目标地点的定位，例如，在目标地点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，利用本发明实施例提供的无人机着陆方法，最终确定目标目标编码图形相对于无人机的位置坐标，以使无人机根据位置坐标着陆在目标地点。
71.还需要说明的是，本发明实施例中的预设着陆点或者目标地点可以是静止的，也可以是移动的，不管是静止的还是移动的，均可以布置同心嵌套的编码图形，通过识别出的目标编码图形，从而确定目标编码图形相对于无人机的位置，实现无人机的精准降落。
72.本发明实施例提供的上述方法，通过在预设着陆点布置同心嵌套的编码图形，利用目标编码图形及拍摄的编码图像，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，根据位置坐标控制无人机的精准降落在预设着陆点。
73.在图5的基础上，本发明实施例还提供了一种确定目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息的具体实现方式，请参照图6，图6为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图，步骤s110包括以下子步骤：
74.子步骤s1101，对编码图像进行识别，确定目标编码图形的标识以及像素尺寸信息。
75.在本实施例中，作为一种具体实现方式，在对编码图像进行识别时，可以先将编码图像转为灰度图，然后基于灰度图进行识别，若识别失败，例如，没有识别到标识，则可以使用单阈值方式将该灰度图处理为二值图，再次基于二值图进行识别，若仍然识别失败，则需重新拍摄新的编码图像进行识别。
76.在本实施例中，作为一种具体实现方式，可以根据为每一编码图形预先设置的标识生成每一编码图形，由此，同心嵌套的多个编码图形中每一编码图形都有唯一表征该编码图形的标识。本实施例中，以编码图像中仅包括目标编码图形为例，在获取到编码图像后，对编码图像进行识别后，可以得到编码图像包括的目标编码图形的标识。
77.在本实施例中，若同心嵌套的多个编码图形为5个，其标识分别为1、2、3、4、5，若对编码图像进行识别后，仅得到标识为1的编码图形，则将标识为1的编码图形作为目标编码
图形。
78.本实施例中，以目标编码图形为二维码图形，以预设点为目标编码图形的中心点为例。在对编码图形进行识别时，在得到目标编码图形在编码图像中的像素坐标时，根据目标编码图形的像素坐标得到中心点坐标，可以得到如下的识别结果：
[0079][0080][0081]
其中，content表示识别到的二维码图形的标识，center为二维码图形的中心点的像素坐标，corners为二维码的四个顶点的像素坐标，顺序为左上角，左下角，右下角，右上角。以上坐标的坐标系是以编码图像左上角为原点，单位为像素，画面水平朝右的方向为x轴正方向，画面竖直向下的方向为y轴正方向。
[0082]
在得到各个顶点的像素坐标后，可以计算出二维码图形在编码图像中的像素尺寸信息：宽w_pix以及高h_pix(单位为像素)。
[0083]
需要指出的是，编码图形一般为正方形，即其实际边长相同，而在编码图像中，由于拍摄角度等问题，编码图形的宽以及高可能不同。
[0084]
子步骤s1102，根据标识从预设的标识与物理尺寸的对应关系中，确定目标编码图形的物理尺寸信息。
[0085]
在本实施例中，可以预先设置编码图形的标识与其物理尺寸之间的对应关系，该对应关系可以如下表1所示。
[0086]
标识物理尺寸(mm)1152.42533.431866.9
[0087]
表1
[0088]
需要指出的是，以上物理尺寸是编码图形的边长。
[0089]
例如，目标编码图形的标识为1，则根据表1的对应关系，其物理尺寸为152.4mm。
[0090]
本发明实施例提供的上述方法，根据预设的标识与物理尺寸的对应关系，可以快速确定目标编码图形的物理尺寸信息，以便快速地根据目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，进而实现无人机快速、准确地着陆。
[0091]
在图5的基础上，本发明实施例还提供了一种编码图像中存在多个编码图像时确定目标编码图形的具体实现方式，请参照图7，图7为本发明实施例提供的另一种无人机着
陆方法的流程图，步骤s110还包括以下子步骤：
[0092]
子步骤s1103，对编码图像进行识别，确定多个编码图形的标识以及像素尺寸信息，从多个编码图形中确定目标编码图形。
[0093]
在本实施例中，在对编码图像进行识别时，若识别到标识为1、2、3的编码图形以及每一编码图形的像素尺寸信息，则从标识为1、2、3的编码图形中确定目标编码图形。
[0094]
在本实施例中，正常情况下，识别出的编码图像中的编码图形一定是同心嵌套的多个编码图形中的一个或者多个，不可能包括除同心嵌套的多个编码图形中之外的其他编码图形。如果识别出的编码图像中的编码图形不属于同心嵌套的多个编码图形中的任意一个，则可以认为识别发生了异常，此时，可以将识别出的不属于同心嵌套的编码图形排除，从识别出的同心嵌套的编码图形中确定编码图形。
[0095]
在本实施例中，为了使定位更准确，最终得到的相对位置也更准确，作为一种具体实施方式，从多个编码图形中确定目标编码图形的步骤可以为：将多个编码图形中像素尺寸最大的编码图形确定为目标编码图形。
[0096]
需要说明的是，上述只是一种具体实现方式，事实上，也可以采用编码图像中清晰度最高的编码图形作为目标编码图形。
[0097]
子步骤s1104，根据目标编码图形的标识从预设的标识与物理尺寸的对应关系中，确定目标编码图形的物理尺寸信息。
[0098]
在本实施例中，子步骤s1104与子步骤s1102的实现方式相同，此处不再赘述。
[0099]
在图5的基础上，本发明实施例还提供了一种确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标的具体实现方式，请参照图8，图8为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图，步骤s120包括以下子步骤：
[0100]
子步骤s1201，根据目标编码图形的像素尺寸信息确定目标编码图形的预设点像素坐标。
[0101]
需要指出的是，目标编码图形的预设点像素坐标可以在确定目标编码图形的像素尺寸信息时确定，也可以在确定编码图形相对于无人机的位置坐标时来确定。目标编码图形的预设点像素坐标是目标编码图形中的该预设点在像素坐标系中的坐标，像素坐标系是指识别出编码图像的像素尺寸信息的像素坐标系，即以编码图像的左上角为原点，画面水平向右的方向为x轴正方向，画面竖直向下的方向为y轴正方向，单位为像素。
[0102]
子步骤s1202，根据目标编码图形的像素尺寸信息、物理尺寸信息、预设点像素坐标以及拍摄装置的预设内参，确定目标编码图形的预设点相对于拍摄装置光轴的偏移量，得到目标编码图形相对于无人机的位置坐标。
[0103]
本实施例中，拍摄装置的预设内参可以包括但不限于：成像单元的尺寸、分辨率、焦距。
[0104]
本发明实施例提供的上述方法，根据像素尺寸信息、物理尺寸信息、预设点像素坐标及拍摄装置的预设内参，可以准确地确定目标编码图形的预设点相对于拍摄装置光轴的偏移量，进而准确确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标。
[0105]
本实施例中，以预设点为编码图形的中心点为例，则目标编码图形的预设点相对于拍摄装置光轴的偏移量可以通过以下公式得到：
[0106]
横向偏移x＝w_phy*(center_x
–
w_res/2)/w_pix
[0107]
纵向偏移y＝h_phy*(center_y
–
h_res/2)/h_pix
[0108]
其中，w_phy表示目标编码图形的物理尺寸中的宽(单位为mm)，h_phy表示目标编码图形的物理尺寸中的高(单位为mm)，(center_x,center_y)为目标编码图形的中心点在编码图像中的像素坐标，w_pix表示目标编码图形在编码图像中的像素尺寸中的宽(单位为像素)，h_pix表示目标编码图形在编码图像中的像素尺寸中的高(单位为像素)，公式中的w_res表示拍摄装置预设内参中的分辨率的宽(例如为1920)，h_res表示拍摄装置预设内参中的分辨率中的高(例如为1080)，横向偏移x、纵向偏移y对应于编码图像中的横向、纵向。
[0109]
例如，{x＝100mm,y＝50mm}表示目标编码图形相对于拍摄装置的光轴，横向偏移100mm，纵向偏移50mm。
[0110]
需要说明的是，图6中的步骤s110的子步骤s1101～s1102、图7中的步骤s110的子步骤s1103～s1104也可以替换图8中的步骤s110，以实现对应的技术效果，图8中的步骤s120的子步骤s1201～s1202也可以替换图6或者图7中的步骤s120。
[0111]
本发明实施例还提供了一种确定每一编码图形的标识与物理尺寸的对应关系的具体实现方式，请参照图9，图9为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图，该方法包括以下步骤：
[0112]
步骤s200，根据预设置的着陆高度以及编码参数确定同心嵌套的编码图形的级数以及每一级编码图形标识以及物理尺寸。
[0113]
在本实施例中，着陆高度可以包括最大值和最小值，可以自行设置，在着落高度的最大值处，无人机开始拍摄图像进行降落，在着落高度的最小值以下，无人机不再拍摄图像，而是根据最后一次得到的目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标进行降落。
[0114]
在本实施例中，着陆高度可以理解为拍摄装置与编码图形之间的距离。拍摄装置清晰识别一个物体需要很多限制，例如光照、距离、进光量等等，本实施例以相机为例，根据相机内参和着落高度可以确定在着陆高度内，能够识别的编码图形的物理尺寸的上下限，实际的编码图形的物理尺寸可以比这个范围更大。
[0115]
在本实施例中，无人机距离预设着陆点的高度不同，能够识别到的编码图形的物理尺寸大小不同，为了在无人机处于不同高度时都能识别到编码图形，可以根据预设置的着陆高度以及编码参数确定同心嵌套的编码图形的级数以及每一级编码图形标识以及物理尺寸。
[0116]
在本实施例中，编码参数可以包括编码的分辨率以及内嵌参数，分辨率是指编码为7*7、10*10分辨率的编码图形，内嵌参数是指相邻两级二编码图形中小的编码图形在不影响大的编码图形识别时两者之间的比例。
[0117]
需要指出的是，在进行编码时可以设置每一编码图形对应的标识。
[0118]
步骤s210，记录每一编码图形的标识与物理尺寸的对应关系。
[0119]
在本实施例中，记录的每一编码图形的标识与物理尺寸的对应关系，可以如下：
[0120]“1”:{“width_mm”:100,“height_mm”:100},
[0121]“2”:{“width_mm”:200,“height_mm”:200}；
[0122]
其中，“1”表示标识为1的编码图形，
““
width_mm”:100”表示其物理尺寸中的宽为100mm，
““
height_mm”:100”表示其物理尺寸中的高为100mm。
[0123]
在本实施例中，记录每一编码图形的标识与物理尺寸的对应关系后，后续可以根
据识别到的编码图形的标识确定其对应的物理尺寸。
[0124]
本发明实施例还提供了一种确定同心嵌套的编码图形的级数以及每一级编码图形标识以及物理尺寸的具体实现方式，请参照图10，图10为本发明实施例提供的另一种无人机着陆方法的流程图，该方法包括以下步骤：
[0125]
在s300中，按照预设置的着陆高度的最小值以及编码参数确定初始级别编码图形以及其物理尺寸。
[0126]
需要说明的是，着陆高度的最大值以及最小值可以预先设置，针对每一个高度，其都对应有一个能够识别的编码图形的尺寸的最大值和最小值，而针对每一个编码图形的尺寸，都对应有一个能够被识别的最大高度以及最小高度。在着陆高度的最小值以及最大值确定的情况下，可以根据着陆高度的最小值确定能够识别的编码图形的最大值，然后根据该编码图形的最大值，确定其能够被识别的最大高度，若该最大高度小于着陆高度的最大值，则需要嵌套较大的编码图形，使该较大的编码图形的可识别高度包括该着陆高度的最大值。
[0127]
在本实施例中，着陆高度的最小值能够识别出编码图形有一个很明显的限制，就是编码图形对相机的视角必须小于相机的视场角，也就是画面中能“拍全”整个编码图形而不是只能拍到一部分。因此，着陆高度最小值与其能够识别到的最大的编码图形的尺寸可以用如下公式约束：
[0128][0129]
其中，w和h分别表示编码图形在相机水平方向和竖直方向的物理尺寸，l表示编码图形和相机的距离，即着陆高度，fov
x
和fovy分别表示相机的水平和垂直视场角，在已知着陆高度的最小值和相机视场角的情况下，根据两个不等式可以算出最大的编码图形的尺寸w和h的极限值，在小于该w和h的范围内，选择合适的编码参数(分辨率以及内嵌比例)进行编码，生成编码图形的物理尺寸以及标识，其中，一般情况下选择小于该w和h的范围内的较大值作为着陆高度的最小值对应的编码图形的尺寸，因此，着陆高度的最小值为该编码图形的尺寸对应的高度最小值。根据着陆高度的最小值确定的编码图形为初始级别的编码图形。例如，设置该初始级别的编码图形为1级。
[0130]
在s310中，确定物理尺寸对应的最大高度值，判断所述最大高度值是否小于着陆高度的最大值。
[0131]
在确定初始级别的编码图形的物理尺寸后，其对应高度最小值为着陆高度最小值(或者其对应的高度最小值包括着陆高度的最小值)，进一步确定该初始级别的编码图形的物理尺寸对应的最大高度值，即能够识别出该初始级别的编码图形的最大高度值。
[0132]
在本实施例中，为了衡量一个较远/较小的编码图形是否能在被清晰识别有很多标准和不同的适用场景，例如，可以限定最小像素尺寸，即编码图形成像后必须在画面中占有若干像素或者更多才可能被识别清楚。约束条件可以描述如下：
[0133]hpixel
＞h
min
ꢀꢀ
(1)
[0134]
其中，h
pixel
表示编码图形在编码图像中的像素尺寸，h
min
表示最小可识别像素尺寸，其中，h
min
可以预设置，一般设置为20*20像素，或40*40像素。
[0135]
在计算一次成像中编码图形最终占画面的像素尺寸，需要知道外参(相机和编码
图形的相对位置)和内参(如成像元件的尺寸等)，然后使用合适的相机模型计算。例如，针孔相机模型(不适用于鱼眼等特殊镜头)，对于离光轴比较近的一个编码图形，计算方式如下：
[0136][0137]
其中，h
pixel
表示编码图形在编码图像中的像素尺寸，h表示编码图形在竖直方向的物理尺寸(根据初始级别的编码图形可以直接获取)，l表示物体和相机的距离，f表示焦距，h
sensor
表示成像元件的等效物理尺寸，将(2)代入(1)中，即该初始级别的编码图形对应的最大高度值。
[0138]
在s320中，若最大高度值小于着陆高度的最大值，根据编码参数确定下一级别编码图形以及其物理尺寸。
[0139]
若最大高度值小于着陆高度的最大值，说明在设置的着陆高度最大值处，无法识别到初始级别的编码图形，因此需要嵌套较大的编码图形，以使在着陆高度的最大值处能识别到编码图形。
[0140]
在向初始级别的编码图形嵌套的新的编码图形为初始级别的下一级编码图形，例如，初始级别为1级，则其下一级的编码图形可以为2级。
[0141]
需要指出的是，针对除初始级别外的其他级别的编码图形，在进行编码时，可以选择与初始级别的编码图形相同的编码参数进行编码，也可以选择新的编码参数进行编码。当确定下一级别的编码图形的编码参数后，根据编码参数进行编码，确定编码后的编码图形的物理尺寸。
[0142]
针对除初始级别外的其他级别的编码图形，在进行编码时，需要确定利用当前编码参数编码后的编码图形的物理尺寸对应的最小高度值是否在其前一级别的编码图形的最大高度值内，若在，可以利用当前编码参数进行编码，若不在，重新选择编码参数进行编码，直到选择的编码参数编码后的编码图形对应的最小高度值在其前一级别的编码图形的最大高度值内。
[0143]
例如，1级的编码图形的最大高度值为20米，若2级的编码图形的最小高度值为18米，则当前的编码参数合适，若2级的编码图形的最大高度值为25米，则需要重新选择新的编码参数进行编码。这是因为若无人机降落到20米至25米的范围内，即识别不到2级的编码图形，也识别不到1级的编码图形，容易造成无人机大幅度的波动，造成降落不精准的问题。
[0144]
还需要说明的是，在确定了下一级别的编码图形的物理尺寸后，继续执行s310的操作，确定该物理尺寸对应的最大高度值，判断所述最大高度值是否小于着陆高度的最大值，直到最大高度值大于或等于着陆高度的最大值，停止根据编码参数确定下一级别编码图形以及物理尺寸。
[0145]
在s330中，若最大高度值大于或等于着陆高度的最大值，停止根据编码参数确定下一级别编码图形以及物理尺寸。
[0146]
若最大高度值大于或等于着陆高度的最大值，说明在着陆高度的最大值范围内已经能够识别到编码图形，因此停止根据编码参数确定下一级别编码图形以及物理尺寸。
[0147]
需要说明的是，上述嵌套过程为从小到大逐级嵌套的方式，除了这种嵌套方式，也
可以从大到小进行逐级嵌套。根据预设置的着陆高度的最大值以及编码参数确定初始级别编码图形以及其物理尺寸，按照与上述处理过程类似的方法，确定编码图形的级数以及每一级编码图形标识以及物理尺寸。
[0148]
在本实施例中，在得到同心嵌套的多个编码图形后，可以通过将其打印出来，部署至预设着陆点，也可以直接将其投影至预设着陆点。
[0149]
本发明实施例提供的上述方法，通过依次将物理尺寸小的编码图形嵌入至物理尺寸大的编码图形的中心块内，得到同心嵌套的多个编码，实现了同心嵌套的多个编码图形的识别时不会相互干扰，提高了编码图形识别的正确率。请参照图11，图11为本发明实施例提供的同心嵌套的编码图形的嵌套示例图。
[0150]
为了执行上述实施例及各个可能的实施方式中欺诈识别方法的相应步骤，下面给出一种无人机着陆装置100的实现方式。请参照图12，图12示出了本发明实施例提供的无人机着陆装置100的方框示意图。需要说明的是，本实施例所提供的无人机着陆装置100，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及指出。
[0151]
无人机着陆装置100包括获取模块110、识别模块120及确定模块130。
[0152]
获取模块110，用于获取无人机的拍摄装置拍摄预设着陆点得到的编码图像，其中，预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，编码图像中包括目标编码图形。
[0153]
识别模块120，用于对编码图像进行识别，确定目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息。
[0154]
作为一种具体实施方式，识别模块120具体用于：对编码图像进行识别，确定目标编码图形的标识以及像素尺寸信息；根据标识从预设的标识与物理尺寸的对应关系中，确定目标编码图形的物理尺寸信息。
[0155]
作为一种具体实施方式，识别模块120具体还用于：对编码图像进行识别，确定多个编码图形的标识以及像素尺寸信息，从多个编码图形中确定目标编码图形；根据目标编码图形的标识从预设的标识与物理尺寸的对应关系中，确定目标编码图形的物理尺寸信息。
[0156]
作为一种具体实施方式，识别模块120在用于确定多个编码图形的标识以及像素尺寸信息，从多个编码图形中确定目标编码图形时，具体用于：将多个编码图形中像素尺寸最大的编码图形确定为目标编码图形。
[0157]
确定模块130，用于根据目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标，以使无人机根据位置坐标着陆在预设着陆点。
[0158]
作为一种具体实施方式，确定模块130具体用于：根据目标编码图形的像素尺寸信息确定目标编码图形的预设点像素坐标；根据目标编码图形的像素尺寸信息、物理尺寸信息、预设点像素坐标以及拍摄装置的预设内参，确定目标编码图形的预设点相对于拍摄装置光轴的偏移量，得到目标编码图形相对于无人机的位置坐标。
[0159]
作为一种具体实施方式，确定模块130，还用于：根据预设置的着陆高度以及编码参数确定同心嵌套的编码图形的级数以及每一级编码图形标识以及物理尺寸；记录每一编码图形的标识与物理尺寸的对应关系。
[0160]
作为一种具体实施方式，确定模块130具体还用于：按照预设置的着陆高度的最小值以及编码参数确定初始级别编码图形以及其物理尺寸；确定物理尺寸对应的最大高度
值，判断所述最大高度值是否小于着陆高度的最大值；若最大高度值小于着陆高度的最大值，根据编码参数确定下一级别编码图形以及其物理尺寸；若最大高度值大于或等于着陆高度的最大值，停止根据编码参数确定下一级别编码图形以及物理尺寸。
[0161]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的无人机着陆方法。
[0162]
综上所述，本发明实施例提供了一种无人机着陆方法及相关装置，所述方法包括：获取无人机的拍摄装置拍摄预设着陆点得到的编码图像，其中，预设着陆点预先设置有同心嵌套的多个编码图形，编码图像中包括目标编码图形；对编码图像进行识别，确定目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息；根据目标编码图形的像素尺寸信息以及物理尺寸信息，确定目标编码图形相对于所述无人机的位置坐标，以使无人机根据位置坐标着陆在预设着陆点。与现有技术相比，本发明实施例通过利用拍摄同心嵌套的多个编码图形得到的编码图像及目标编码图形，确定目标编码图形相对于无人机的位置坐标，实现了根据位置坐标控制无人机的精准降落。
[0163]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。