用于着陆uav的特设地理基准垫
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于2020年3月13日提交的美国专利申请第16/818,799号，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及无人飞行器(uav)，具体地但非排他地，涉及用于uav的视觉导航和着陆场(pad)。
背景技术：4.uav是能够在没有物理上存在的人类操作员的情况下在空中行进的载具。可以提供uav以执行各种不同的任务，包括有效载荷递送、探测/侦察、成像、公共安全、监视或其他。任务定义将经常指示无人载具的专用装备和/或配置的类型。
5.安全和高效的uav导航依赖于具有准确和精确的导航解决方案(例如，纬度、经度和海拔)的uav。例如，uav可能依赖于全球定位系统(gps)以在宽阔的开放环境中生成导航解决方案；然而，gps导航可能缺乏在限制的(confined)或拥挤的环境中导航uav所必需的精度(诸如具有许多uav的室内uav基地)。此外，天气和其他偶发事件可能降级gps信号强度，这可能损害uav通过gps生成准确的导航解决方案的能力。某些环境可能经历降级的gps性能(例如由于多路径)和可能完全地gps拒绝(即，可能完全没有gps信号)的其他情况。这些只是示例性场景，因为其他挑战也表征了uav导航。最终，生成可靠、准确和精确的导航解决方案的能力对于高效和安全的uav导航是重要的。
附图说明
6.参考以下附图描述了本发明的非限制性和非穷尽性实施例，其中，除非另有说明，否则贯穿各个视图相同的附图标记指代相同的部分。并非元素的所有实例都必须被标记，以便在适当的地方不使附图混乱。附图未必是按照比例的，而是将重点放在说明所描述的原理上。
7.图1例示了根据本公开的实施例的使用地理基准垫(mat)在着陆或起飞期间对无人飞行器(uav)进行视觉导航的系统。
8.图2a例示了根据本公开的实施例的包括中等尺寸和大地理基准的地理基准垫。
9.图2b例示了根据本公开的实施例的与地理基准垫上的着陆场区域对准的着陆场。
10.图2c例示了根据本公开的实施例的用于附着到着陆场或定位邻近着陆场的小地理基准。
11.图3a例示了根据本公开的实施例的仅包括中等尺寸地理基准的地理基准垫。
12.图3b例示了根据本公开的实施例的仅与小尺寸地理基准一起使用的地理基准垫。
13.图3c例示了根据本公开的实施例的包括多个着陆场区域的组合(combo)地理基准垫，该多个着陆场区域具有从单个勘测点(survey point)参考的地理基准。
14.图4a和图4b例示了根据本公开的实施例的演示性uav的透视图和底视图，演示性uav能够使用地理基准经由gps信号或光学三角测量(triangulation)来导航。
15.图5是例示了根据本公开的实施例的使用地理基准垫上的特设(adhoc)地理基准来导航起飞的过程的流程图。
16.图6是例示了根据本公开的实施例的包括针对常规和特设地理基准二者填充的条目的示例地理基准地图的图表。
具体实施方式
17.本文描述了用于无人飞行器(uav)的视觉导航的系统、装置和方法的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域技术人员将认识到可以在没有一个或多个具体细节或者使用其他方法、组件、材料等的情况下来实践本文描述的技术。在其他实例中，没有详细示出或描述已知的结构、材料或操作以避免模糊某些方面。
18.贯穿本说明书的对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的各个地方的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现未必全都指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。
19.本文描述的实施例提供了一种为uav部署视觉导航系统的快速且高效的特设技术。该技术特别适合于对需要比目前从民用全球定位系统(gps)可获得的导航的更精确的导航的着陆场进行快速部署。该技术在着陆场周围定位多个地理基准点，但只要求勘测单个点。多个地理基准各自以相对于勘测点的特定唯一定向和偏移定位被部署在着陆场区域周围。一些地理基准可以安置在着陆场上或自己附着到着陆场。一些或所有地理基准可以集成到地理基准垫中，该地理基准垫可快速部署并容易与还可以用作uav的充电场的着陆场对准。地理基准垫可以被卷起、折叠或类似于拼图片进行组装，以提供容易的运输和快速的部署。地理基准是可以用于视觉地三角测量的二维(2d)图案，并且每个图案在视觉上传达用于唯一识别特定地理基准的字母数字码(alphanumerical code)。与着陆场相关联的场标识通知uav地理基准是特设的，这触发uav基于单个勘测点的位置信息和为每个地理基准指定的唯一定向和偏移定位来计算每个地理基准的单独位置。这些位置然后被填充到无人机的地理基准地图中。将特设地理基准添加到地理基准地图中可以在从着陆场初始起飞时发生。然而，该技术可以用于在各种不同时间添加任何数量或类型的地理基准。
20.图1例示了根据本公开的实施例的使用地理基准垫在着陆、起飞或迫近(close-in)导航期间对uav进行视觉导航的系统100。例示的系统100的实施例包括具有光学导航系统的uav 105、地理基准垫110、多个地理基准xx0至xx9、以及着陆场9xx。图2a-图2c例示了彼此分离的系统100的组件。例如，图2a仅例示了地理基准垫110，图2b仅例示了着陆场9xx，而图2c仅例示了地理基准xx0-xx3。
21.参考图2a，地理基准地图110的所例示的实施例包括集成在其上的以下组件：中等尺寸的地理基准xx4-xx7、大地理基准xx8和xx9、勘测点205、定义着陆场区域211的对准标记210、定向标记215和压制点220。如图1所示，着陆场9xx放置在地理基准垫110上，并通过对准标记210对准。小地理基准xx0-xx3被附着或以其他方式安置在着陆场9xx上。小地理基
准xx0-xx3也可以紧邻着陆场区域210定位在地理基准垫110上(或与其集成)。
22.地理基准xx0-xx9是具有形状的2d图案，uav 105的光学导航系统可以从该形状视觉地对其定位进行三角测量。例如，地理基准可以由形成整体矩形形状或正方形形状的高对比度图案(例如，黑白矩形像素)组成。光学导航系统可以参考每个2d图案的整体形状的拐角来三角测量uav 105的定位。为了提高可见性，每个地理基准可以用白色边界勾勒，而地理基准垫110可以用中级别灰色阴影着色。例如，如果灰度(greyscale)值0与白色相关联，而灰度值100与黑色相关联，则地理基准垫110通常可以用大约50的灰度值来着色。
23.在例示的实施例中，地理基准以小(xx0-xx3)、中等(xx4-xx7)和大(xx8和xx9)三个不同的尺寸提供。例示的地理基准定位在着陆场区域211的四个不同的拐角处或沿着着陆场区域211的四个不同的边。在一个实施例中，小地理基准的尺寸大约为16.3平方厘米，并且定位在最靠近着陆场区域211的中心处。当然，可以实现其他尺寸(例如，24.3平方厘米)。在例示的实施例中，小地理基准被附着到或以其他方式安置在着陆场9xx上的四个拐角中。在其他实施例中，小地理基准可以沿着着陆场9xx的四个边居中，或者与被安置在着陆场9xx上相反，小地理基准甚至可以紧邻着陆场9xx定位在地理基准垫110上或者集成到地理基准垫110中。由于它们最接近着陆场区域211的中心以及它们的小尺寸，小地理基准是uav 105在初始起飞时看到的第一地理基准，并且该地理基准用于迫近距离导航。它们提供用于在着陆场9xx上精确着陆的迫近导航。
24.中等地理基准xx4-xx7大于小地理基准，并且比小地理基准定位更远离着陆场区域211的中心。在一个实施例中，中等地理基准的尺寸大约为32.6平方厘米。当然，可以实现其他尺寸(例如，48.6平方厘米)。在例示的实施例中，四个中等地理基准各自与矩形着陆场区域211的对应边的中点对准。中等地理基准向uav 105提供中程导航，并且可以被uav 105的光学导航系统从比小型地理基准相对更高的海拔看到。
25.大地理基准xx8-xx9大于小和中等地理基准，并且比小和中等地理基准定位更远离着陆场区域211的中心。在一个实施例中，大地理基准的尺寸大约为81.8平方厘米。当然，可以实现其他尺寸(例如，122平方厘米)。在例示的实施例中，两个中等地理基准定位在着陆场区域211的相对边，并与矩形着陆场区域211的边的中点对准。大地理基准向uav 105提供高海拔导航，并且可以被uav 105的光学导航系统从比小或中等地理基准相对更高的海拔看到。可以实现小、中等和大地理基准的其他数量、组合、尺寸和定位。
26.每个地理基准的2d图案视觉地传达字母数字码。在一个实施例中，2d图案类似于快速响应(qr)码，尽管可以使用其他类型的视觉码。字母数字码可以是严格的数字、严格的字母、字符或符号，或者所有这些的任何组合。在例示的实施例中，每个地理基准的字母数字码是三位数字，尽管可以使用更短或更长的代码。在例示的实施例中(参见图2a-图2c)，由每个地理基准传达的字母数字码共享与着陆场9xx的场标识相关联的公共第一部分225以及单独地将与给定地理基准垫110相关联的每个地理基准彼此区分开的不同第二部分230。类似地，场标识(例如，9xx)包括具有值(例如，“9”)的第一段235，该值指示与地理基准垫110相关联的地理基准未被单独勘测，更确切的说与地理基准垫110相关联的地理基准xx0-xx9的位置可基于勘测点205的位置信息和每个地理基准的预指定的唯一定向和偏移定位来计算。因此，地理基准各自被计算为距单个勘测点的定向偏移。第一段235的值指示相关联的地理基准是否为要求计算的“特设”。例示的实施例保留用于指示特设的值“9”，但
是当然也可以使用其他值。特别是，可以保留其他值来指明具有不同数量的、不同配置的地理基准(例如，定向和偏移定位、基准尺寸等)的不同类型的地理基准垫。例如，地理基准垫315(参见图3c)可以用值“11”指明，而地理基准垫300(参见图3a)可以用值“12”指明，等等。场标识的第二段240匹配字母数字码的公共第一部分225，以提供地理基准与给定地理基准垫110的关联，特别是与勘测点205的位置信息的关联。在其他实施例中，段235和240的顺序或者公共和不同部分225和230的顺序可以交换。
27.除了集成地理基准之外，地理基准垫110还包括若干其他集成特征。例如，地理基准垫110包括指示勘测点205的标记。勘测点205为现场技术人员勘测提供了精确的位置。在例示的实施例中，勘测点205位于着陆场区域201的中心；然而，勘测点205可以位于地理基准垫110上的任何地方。
28.安置在地理基准垫110上的另一特征包括用于将地理基准垫110与预定方向对准的定向标记215。当部署新的地理基准垫110时，定向标记215为现场技术人员提供简单的视觉引导。通过将地理基准垫110与预定方向(例如，磁北)对准，地理基准的绝对定位可基于单个勘测点205的位置信息以及为每个地理基准相对于勘测点205指定的唯一定向和偏移位置来确定。唯一定向和偏移定位是预定的或已知的值。
29.地理基准垫110的另一个特征包括对准标记210。对准标记210安置在地理基准垫110上，以指示着陆场区域211并帮助着陆场9xx与着陆场区域211的准确对准。在例示的实施例中，对准标记210针对着陆场区域211定义了两个不同的尺寸，以促进多个不同的着陆场与地理基准垫110的准确对准。尽管图2a例示了使用直角拐角标记来定义着陆场区域211的矩形形状的区域，但是也可以使用其他标记。
30.在一个实施例中，地理基准垫110由易于(amenable)卷起或折叠的柔性基底材料制成。可替代地，地理基准垫110可以由可以像拼图一样拆散为可分离的部分(例如，参见图3b)的更刚性或更坚固的部分制成。这些卷起的、折叠的或可分离的实施方式促进容易地运输和部署到远程或临时位置。地理基准垫110还可以包括周界周围安置的压制点220，以将地理基准垫110固定到地面，并确保风或其他环境因素不会无意中移动该垫。在例示的实施例中，压制点220是可以被钉到或系到合适位置的索环孔。
31.图2a仅例示了使用地理基准垫110部署小、中等和大地理基准的一个示例配置。图3a-图3c例示了三个其他示例配置。这三个配置并非旨在限制性的，而仅仅是演示性示例。图3a例示了地理基准垫300，其仅包括集成到垫上的中等大小的地理基准xx4-xx7，而省略了较大的地理基准。图3a例示了四个地理基准，着陆场区域211的每个边上安置一个。使用在着陆场区域211的不同边上的多个地理基准提供了对抗诸如眩光、阴影等环境因素的改进的容差/鲁棒性。然而，应当理解，可以使用少于四个中等尺寸的地理基准。例如，三个中等尺寸的地理基准也可以提供足够的环境鲁棒性。
32.图3b例示了仅与安置在着陆场9xx上的小地理基准xx0-xx3一起使用的地理基准垫305。在例示的实施例中，地理基准垫305不包括任何集成的地理基准；然而，在另一个实施例中，小地理基准xx0-xx3中的一个或多个可以紧邻着陆场区域被集成到地理基准垫305上。图3b例示了四个小地理基准，着陆场9xx的每个拐角处安置一个。类似地，如上所述，应当理解，可以使用少于四个小地理基准。例如，仅定位在三个拐角或沿三个边定位的三个小型地理基准也可以提供足够的环境鲁棒性。图3b还例示了地理基准垫305可以如何被分割
成部分310a-310d，这些部分像拼图一样可分离，以用于进行容易地运输和部署。尽管图3b仅示出了四个部分310，但是可以实现更多或更少的可分离部分。每个部分之间的分离界面不需要如示例性例示的那样波动。
33.图3c例示了根据本公开的实施例的包括多个着陆场区域320a和320b的组合地理基准垫315，该多个着陆场区域320a和320b具有从单个勘测点参考的地理基准。如图所示，可以部署具有单个勘测点325的单个地理基准垫315来供应(service)多个着陆场9xx和9xy。地理基准垫315促进uav机群(fleet)的快速部署。尽管图3c例示了仅两个着陆场共享单个地理基准垫，但是在其他实施例中，可以设想能够适应(accommodate)多于两个着陆场的地理基准垫。
34.图4a和图4b例示了根据本公开的实施例的演示性uav 400的透视图和底视图，演示性uav 400能够使用地理基准经由光学三角测量来导航。uav 400是uav 105的一个可能的实施方式。uav 400的例示实施例是垂直起降(vtol)uav，其包括分别用于提供水平和垂直推进的分离的推进单元406和推进单元412。uav 400是固定翼飞行器，顾名思义，其具有机翼总成402，当由推进单元406水平推动时，机翼总成402可以基于机翼形状和载具的前向空速生成升力。图4a是uav 400的透视俯视图，而图4b是uav 400的底侧平面视图。
35.uav 400的例示实施例包括机身404。在一个实施例中，机身404是模块化的，并且包括电池模块、航空电子模块和任务载荷模块。电池模块包括用于容纳为飞行器400供电的一个或多个电池的空腔。航空电子设备模块容纳飞行器400的飞行控制电路，其可以包括控制器450(例如，处理器和存储器)、通信电子设备和天线(例如，蜂窝收发器、wi-fi收发器等)、光学导航系统455、以及各种传感器(例如，全球定位传感器460、惯性测量单元(imu)、磁罗盘等)。光学导航系统455可以包括一个或多个相机，诸如用于识别、读取和三角测量地理基准的面向前向的相机465和面向向下的相机470。任务载荷模块容纳与飞行器400的任务相关联的装备。例如，任务载荷模块可以包括用于保持和释放外部附接有效载荷的有效载荷致动器。在另一个实施例中，任务载荷模块可以包括用于携载相机/传感器装备(例如，相机、镜头、雷达、激光雷达(lidar)、污染监视传感器、天气监视传感器等)的相机/传感器装备支架。
36.uav 400的例示实施例还包括定位在机翼总成402上的水平推进单元406，每个水平推进单元406可以包括用于推动uav 400的马达、轴、马达固定座和螺旋桨。uav 400的例示实施例包括固定到机翼总成402的两个悬臂总成410。在一个实施例中，机翼总成402包括安置在机翼总成402的机翼箔(foil)内的机翼梁(未示出)。机翼梁可以是沿机翼箔的内部长度延伸的中空结构构件(例如，管状杆)，并且提供了将机翼总成402连接到机身404的、并且悬臂总成410安装在上面的主要结构构件。
37.悬臂总成410的例示实施例各自包括悬臂梁(未示出)安置在其中的悬臂壳体411、垂直推进单元412、印刷电路板413和安定面408。悬臂梁也可以是提供主要结构支撑件的中空结构构件(例如，管状杆)，机翼梁和垂直推进单元412安装到主要结构支撑件。悬臂梁也被称为“悬臂载体”，因为它们承载悬臂总成410上的负载力。垂直推进单元412可以各自包括用于提供垂直推进的马达、轴、马达固定座和螺旋桨。垂直推进单元412可以在uav 400下降(例如，到着陆场)或上升(例如，从着陆场起飞)的悬停模式期间使用。安定面408(或翅翼)可以包括在uav 400中，以在飞行期间稳定uav的偏航(左转或右转)。
38.在飞行期间，uav 400可以通过控制其俯仰、滚动、偏航和/或海拔来控制其移动的方向和/或速度。例如，安定面408可以包括用于控制uav偏航的一个或多个方向舵408a，并且机翼总成402可以包括用于控制uav俯仰的升降舵和/或用于控制uav滚动的副翼402a。作为另一个示例，同时增加或降低所有螺旋桨的速度可以分别导致uav 400增加或降低其海拔。
39.关于例示的固定翼飞行器的多种变体是可能的。尽管图4a和图4b例示了一个机翼总成402、两个悬臂总成410、两个水平推进单元406和每个悬臂总成410的六个垂直推进单元412，但是应当理解，uav 400的其他变体可以用更多或更少的这些组件来实现。
40.应当理解，这里提到的“无人”飞行器或uav同样适用于自主和半自主飞行器。在完全自主的实施方式中，飞行器的所有功能都是自动化的；例如，经由对来自各种传感器的输入和/或预定信息作出响应的实时计算机功能进行预编程或控制。在半自主的实施方式中，飞行器的一些功能可以由人类操作员控制，而其他功能则是自主执行的。此外，在一些实施例中，uav可以被配置为允许远程操作员接管原本可以由uav自主控制的功能。此外，给定类型的功能可以在一个抽象级别(level of abstraction)远程控制，并在另一个抽象级别自主执行。例如，远程操作员可以控制uav的高级别航行决策，诸如指定uav应该从一个位置行进到另一个位置(例如，从郊区的仓库到附近城市的递送地址)，而uav的导航系统自主地控制更细粒度的航行决策，诸如在两个位置之间采取的具体路线、实现路线的具体飞行控制以及在航行路线时避开障碍物等。
41.图5是例示了根据本公开的实施例的使用地理基准垫110上的特设地理基准(例如，地理基准xx0-xx9)来导航起飞的过程500的流程图。一些或所有过程框在过程500中出现的顺序不应被视为限制性的。相反，受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，一些过程框可以以未示出的各种顺序执行，或者甚至并行执行。
42.在过程框505，uav 105从操作服务器(也称为嵌套(nest)管理器)接收新任务的任务数据。任务数据包括uav 105将开始任务的任务发源地(home)或者着陆场的场标识(例如，9xx)。着陆场也可以用作给uav 105的机载电池充电的充电场。任务数据还包括勘测点205的位置信息。
43.在初始化时，uav 105的控制器检查包括场标识的第一段235的任务数据。如果第一段235具有指示着陆场与地理基准垫110相关联的值(例如，9)，则控制器将辨识(recognize)出着陆场与具有多个特设地理基准(例如，xx0-xx9)的地理基准垫110相关联(过程框505)。
44.在过程框515中，基于为勘测点205接收的位置信息和为每个地理基准指定的唯一定向和偏移定位，计算每个特设地理基准的位置。指定的定向和偏移定位可以是控制器内的预编程值。
45.在过程框520中，每个特设地理基准xx0-xx9的计算位置被填充到存储在uav 105内的地理基准地图中。地理基准地图由uav 105的控制器参考，用于识别地理基准、确定它们的位置，然后从中进行自三角测量。图6例示了示例地理基准地图600，其包括标准预编程地理基准的条目601和可以即时(on-the-fly)添加到地理基准地图600中的特设地理基准的条目602。地理基准地图600仅仅是演示性的，但是例示的示例包括用于场id、基准标记(或代码)、相关联的基准标记图像、纬度、经度、海拔、走向和邮政编码的列。并非所有例示
的列在所有实施例中都是必要的，此外，可以添加其他列。
46.在特设地理基准的纬度和经度位置被计算并填充到地理基准地图600中之后，任务可以在判定框525中开始。在过程框530中，uav 105上升到地理基准垫110上方的起飞航路点。起飞航路点可以在地理基准垫110上方大约1米。起飞航路点可以被认为是验证航路点。在起飞航路点处，uav 105的光学导航系统基于一个或多个特设地理基准xx0-xx9对其当前定位进行三角测量(过程框535)。将光学三角测量的定位与gps感测的定位进行比较，并且如果验证了其在可接受的误差边际内(判定框540)，则uav 105继续其任务(过程框545)。如果光学三角测量定位与在可接受的误差边际内的gps定位不一致(判定框540)，则任务中止，并且uav 105着陆回到着陆场上(过程框550)。换句话说，地理基准可以被uav 105用来验证其gps传感器的正确操作。
47.上面解释的过程是按照计算机软件和硬件描述的。所描述的技术可以构成具现在有形或非暂时性机器(例如，计算机)可读存储介质内的机器可执行指令，当由机器执行时，将使机器执行所描述的操作。此外，这些过程可以具现在硬件内，诸如专用集成电路(“asic”)或其他。
48.有形机器可读存储介质包括以机器(例如，计算机、网络设备、个人数字助理、制造工具、具有一个或多个处理器的集合的任何设备等)可访问的非暂时形式提供(即，存储)信息的任何机制。例如，机器可读存储介质包括可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等)。
49.包括摘要中描述的内容在内的本发明的例示的实施例的上述描述并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。尽管本文出于说明的目的描述了本发明的具体实施例和示例，但是本领域技术人员将认识到，在本发明的范围内，各种修改都是可能的。
50.根据以上详细描述，可以对本发明进行这些修改。在所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的特定实施例。相反，本发明的范围完全由所附权利要求来确定，这些权利要求将根据权利要求解释的既定原则来解释。
技术特征：1.一种用于无人飞行器(uav)的视觉导航的装置，该装置包括：地理基准垫，包括：着陆场区域，提供用于与uav的着陆场对准的位置；和勘测点；以及多个地理基准，安置在着陆场区域中或着陆场区域周围，并且地理基准各自被指定相对于勘测点的唯一定向和偏移定位，其中，所述地理基准各自包括视觉地传达字母数字码的二维(2d)图案，其中，所述2d图案具有形状，uav的光学导航系统能够从所述形状视觉地三角测量uav的定位。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述地理基准包括至少三个各自传达不同的字母数字码的地理基准，并且被安置在着陆场区域的三个不同的拐角处或沿着着陆场区域的三个不同的边安置。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述地理基准包括：第一地理基准，具有第一尺寸，被配置为安置在着陆场上或附接到着陆场。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述地理基准还包括：第二地理基准，具有大于第一尺寸的第二尺寸，第二地理基准比第一地理基准定位更远离着陆场区域的中心。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述地理基准还包括：第三地理基准，具有大于第一和第二尺寸的第三尺寸，第三地理基准比第一和第二地理基准定位更远离着陆场区域的中心。6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述着陆场区域包括矩形形状区域，其中，第一地理基准被安置在接近所述着陆场区域的拐角处，并且其中，第二地理基准基本上沿着所述着陆场区域的边居中。7.根据权利要求4所述的装置，其中，第二地理基准被集成到所述地理基准垫中，而第一地理基准被配置为与所述地理基准垫物理上有区别且分离，以用于附着或以其他方式安置在uav的着陆场上。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述地理基准垫还包括：定向标记，安置在地理基准垫上，以用于将地理基准垫与预定方向对准，使得地理基准的定位可基于勘测点的位置信息和为每个地理基准指定的唯一定向和偏移定位来确定。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述地理基准垫还包括：对准标记，安置在地理基准垫上，以用于指示着陆场区域并帮助着陆场与着陆场区域对准。10.根据权利要求1所述的装置，其中，由每个地理基准传达的所述字母数字码共享与着陆场的场标识相关联的公共第一部分以及单独地将地理基准垫的每个地理基准彼此区分开的不同第二部分。11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述场标识包括：第一段，具有指示地理基准未被单独勘测的值，而地理基准的位置可至少部分地基于勘测点的位置信息来计算；以及第二段，匹配每个地理基准的字母数字码的公共第一部分。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述地理基准垫包括易于卷起或折叠的柔性基
底材料。13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述地理基准垫包括可分离的拼图部分。14.一种用于在着陆或起飞期间导航无人飞行器(uav)的系统，该系统包括：充电场，用于充电uav；地理基准垫，包括：着陆场区域，提供用于对准充电场与地理基准垫的位置；和勘测点；以及多个地理基准，安置在充电场区域中或充电场区域周围，并且地理基准各自被指定相对于勘测点的唯一定向和偏移定位，其中，所述地理基准各自包括视觉地传达彼此不同的字母数字码的二维(2d)图案，其中，所述2d图案具有形状，uav的光学导航系统能够从所述形状视觉地三角测量uav的定位。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述地理基准包括：第一地理基准，具有第一尺寸，被配置为安置在充电场上或附接到充电场。16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述地理基准包括：第一地理基准，具有第一尺寸；第二地理基准，具有大于第一尺寸的第二尺寸，第二地理基准比第一地理基准定位更远离着陆场区域的中心；以及第三地理基准，具有大于第一和第二尺寸的第三尺寸，第三地理基准比第一和第二地理基准定位更远离着陆场区域的中心。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述着陆垫区域包括矩形形状区域，其中，第一地理基准被安置在接近所述着陆场区域的拐角处，并且其中，第二和第三地理基准基本上沿着所述着陆场区域的边居中。18.根据权利要求16所述的系统，其中，第二和第三地理基准被集成到所述地理基准垫中，而第一地理基准被配置为与所述地理基准垫物理上有区别且分离，以用于附着或以其他方式安置在uav的充电场上。19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述地理基准垫还包括：定向标记，安置在地理基准垫上，以用于将地理基准垫与预定方向对准，使得地理基准的定位可基于勘测点的位置信息和为每个地理基准指定的唯一定向和偏移定位来确定；以及对准标记，安置在地理基准垫上，以用于指示着陆场区域并帮助充电场与着陆场区域对准。20.根据权利要求14所述的系统，其中，由每个地理基准传达的所述字母数字码共享与着陆场的场标识相关联的公共第一部分以及单独地将地理基准垫的每个地理基准彼此区分开的不同第二部分。21.根据权利要求20所述的系统，还包括uav，其中，所述uav包括耦合到存储指令的存储器的控制器，当由控制器执行时，所述指令使uav执行包括以下的操作：将所述场标识的第一段识别为指示所述充电场具有与所述充电场相关联的多个地理基准，所述多个地理基准未被单独勘测；至少部分地基于由uav接收的勘测点的位置信息以及为每个地理基准指定的唯一定向
和偏移定位来计算地理基准的位置；以及用地理基准的位置填充存储在uav内的地理基准地图。22.根据权利要求14所述的系统，还包括uav，其中，所述uav包括耦合到存储指令的存储器的控制器，当由控制器执行时，所述指令使uav执行包括以下的操作：将uav飞行到地理基准垫上方的起飞航路点；基于一个或多个地理基准，使用光学导航系统视觉地三角测量uav的定位；以及基于视觉地三角测量的定位，在起飞航路点处验证全球定位系统(gps)传感器的正确操作。
技术总结用于UAV的视觉导航的装置包括地理基准垫和多个地理基准。地理基准垫包括着陆场区域，该着陆场区域提供用于与UAV的着陆场对准的位置，以及勘测点。地理基准各自被指定相对于勘测点的、在着陆场区域中或着陆场区域周围的唯一定向和偏移定位。地理基准各自包括视觉地传达字母数字码的二维(2D)图案。2D图案具有形状，UAV的视觉导航系统能够从该形状视觉地三角测量UAV的定位。角测量UAV的定位。
技术研发人员：D.乔丹 A.塞金 S.韦雷斯 A.布拉格
受保护的技术使用者：WING航空有限责任公司
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2022/11/1
