一种面向纳米飞行器的基于视觉的自主栖息方法

过去几十年中，四旋翼飞行器因其在广泛环境中的机动性与灵活性而被广泛研究，已应用于监视与监测等多个领域。在任务中，无人机一旦抵达目标位置便无需保持活跃。为节省能量并保持静止位姿，此类情况下可栖息并停止电机。实现可靠且高精度的栖息方法仍具挑战且前景广阔。本文提出一种面向纳米四旋翼、在水平面上 predefined 栖息目标上基于视觉的自主栖息方法。首先，设计了一个内含小标记的大标记栖息目标，以提升不同距离下的检测能力。其次，使用单目相机从检测到的标记计算飞行器的相对位姿。随后，应用卡尔曼滤波器更可靠地确定位姿，尤其在测量数据缺失时。接着，我们引入一种融合多标记位姿数据的算法。最后，位姿被送至栖息规划器以执行真实飞行测试，使无人机对准目标中心并飞抵该处。基于实验结果，该方法被证明有效可行。无人机可成功栖息于标记中心，精度在两厘米以内。