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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：该发明公开了一种基于视觉定位的无人机自适应高度调节方法，属于移动机器技术领域。通过无人机搭载的广角相机模块采集各地面小车上放置标签的位置信息，并通过局域网发送至上位机，建立机体定位坐标系；在地面小车编队执行编队任务时，对各小车进行准确定位，通过解算原始坐标信息得出各地面小车位置信息，并计算得出小车编队的中心位姿；无人机飞行至该中心位姿上方一定高度跟随，保证小车均在广角相机视野范围内移动；计算当前相机画面中小车编队所占比例，发送相应控制指令自适应调节无人机飞行高度。

主权项：1.一种基于视觉定位的无人机自适应高度调节方法，包括以下步骤：步骤1：无人机垂直起飞至小车编队上方，由机载广角相机模块采集各地面各小车的位置信息，并派发送至上位机，建立机体定位坐标系；步骤2：读取各小车当前平面位置坐标xi,yi，取原点0,0为虚拟点，将各小车组成的多边形剖分成n个有限的三角形X1,X2,...,Xn，n表示地面小车总个数；通过公式计算各三角形几何中心Cj和三角形面积Sj； 通过公式计算小车组成多边形的几何中心Cx,Cy，即当前编队中心坐标； 步骤3：视觉跟踪控制器依据小车编队位姿信息传输速度控制指令，控制无人机飞行保持在小车编队的中心点上方；步骤3.1：在机体定位坐标系下，广角相机得到地面各小车位置坐标信息集合，并得到编队中心位置；步骤3.2：计算编队中心位置与期望位置的误差，传输飞控指令给无人机，采用增量式PD控制，将无人机上点A移动到另一点B，点A为无人机原位置，点B为期望几何中心上方一定高度，所计算的误差为点A处得到的编队中心位置与期望位置的误差；步骤3.3：无人机当前位姿p和期望位姿pd间的误差e和速度增量计算公式如下；e＝p-pdΔuk＝KP[ek-ek-1]+KD[ek-2ek-1+ek-2]其中，KP表示增益，ek表示误差；步骤4：通过设定小车编队构成的长方形在画面中所占比例系数，自适应调节无人机飞行高度；步骤4.1：设比例系数η，计算公式如下； 其中，m和n分别是包围地面小车编队的最小长方形的长和宽，M和N分别是当前无人机高度h下对应视野范围的长和宽；步骤4.2：由比例系数η计算出当前无人机期望飞行高度H，传输控制指令上升或下降至该高度；步骤4.3：在上述步骤的基础上，此时飞机已经飞行在期望的高度，对地面小车进行较好的视野覆盖；在地面小车进行编队切换、编队移动操作时，重复步骤2和步骤3，即时计算当前期望高度H；步骤4.4：当小车队形扩大，则当前飞行高度h期望高度H，计算期望高度H，发送速度控制指令使无人机上升至期望高度H；步骤4.5：当小车队形缩小，则当前飞行高度h期望高度H，计算期望高度H，发送速度控制指令使无人机下降至期望高度H；步骤5：对各个地面小车进行即时定位，将当前位置信息反馈至上位机，再重复步骤3和步骤4。

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