1、概述

　　無人機自誕生以來，主要應用于軍事方面，作為智能化和信息化的武器，無人機在偵察、監視、通信、遠距離攻擊等方面發揮了重要的作用。近年來，無人機在民用方面的應用也越來越多，各國在無人機的民用方面逐漸開放，無人機已經廣泛應用于公共安全、應急搜救、農林、環保、交通、通信、氣象、影視航拍等多個領域。

　　隨著無人機在生產生活中逐漸獲得更大的用途，特別是近年來誕生了無人機固定機場和移動機場，對無人機的精準識別和降落的要求也就越來越高。

　　現階段應用較多的無人機精準降落方案主要有：RTK GPS和圖像識別（視覺）。

　　2. 基于RTK GPS的無人機精準降落方案

　　RTK 有兩個重要概念：固定站（也就參考站）和移動站。固定站顧名思義就是固定在地面上為移動站提供參考基準的基站，在使用過程中不可移動，固定基站、云基站和移動基站都是固定站；移動站是進行作業的設備，它使用固定站發送來的差分數據進行 RTK 精準定位，無人機和測繪器都是移動站。

　　RTK（Real?Time?Kinematic）實時動態測量技術，是以載波相位觀測為根據的實時差分GPS（RTD GPS）技術，它是測量技術發展里程中的一個突破，它由基準站接收機、數據鏈、?流動站接收機三部分組成。?在基準站上安置1臺接收機為參考站，?對衛星進行連續觀測，并將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發送給流動站，流動站GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線接收設備，接收基準站傳輸的數據，然后根據相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標及其精度（即基準站和流動站坐標差△X、△Y、△H，加上基準坐標得到的每個點的WGS－84坐標，通過坐標轉換參數得出流動站每個點的平面坐標X、Y和海拔高H）。

　　無人機通過RTK GPS實現無人機精準降落的方式主要依靠RTK GPS定位精度可達厘米級這一特性實現的。只需要給定精準的目標降落位置，再結合無人機自身精準的實時位置即可實現無人機精準降落。（與視覺相比）缺點就是：系統需要依賴的組件多（移動站、固定站、天線、無線數傳等），成本昂貴。

　　3、基于圖像識別（視覺）的無人機精準降落方案

　　另一種實現無人機精準降落的方法是基于圖像識別（視覺）。其中，也有多種不同的實現方式，比如：通過識別apritag或者aruco的方式；通過深度學習識別圖像特征；通過識別紅外LED燈珠等。

　　3.1、基于Apritag或者Aruco

　　https://april.eecs.umich.edu/software/apriltag.html

　　http://www.uco.es/investiga/grupos/ava/node/26

　　AprilTag/Aruco是一個視覺基準庫，在AR，機器人，相機校準領域廣泛使用。通過特定的標志（與二維碼相似，但是降低了復雜度以滿足實時性要求），可以快速地檢測標志，并計算相對位姿。

　　3.2 基于識別紅外LED燈珠的方式

　　與基于apritag或者aruco不同，基于識別紅外燈珠的方式得到的是像素的相對偏移量，而不是直接就可以得到相對位置，因此基于這種方式實現的精準降落還必須配備一個Z軸的測距傳感器才可準確估計出水平的相對位置，從而實現無人機的精準降落。

　　阿木實驗室的精準降落模塊就是基于識別紅外LED燈珠的方式實現的。

　　模塊分為兩個部分：單目相機和紅外信標

　　單目相機使用主頻為204MHz的雙核處理器，并且搭配一顆FOV為90度的鏡頭，里面運行了基于色調的快速圖像跟蹤算法。

　　紅外信標由30顆波長為900nm的紅外LED燈矩陣組成。單目相機最遠可在20米左右的距離就可追蹤到紅外信標的紅外光源。

　　由于紅外信標是主動光源，相比于其他視覺方案，可在白天或者夜間都可進行視覺識別。