一種無人飛行器的定位方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體說的是一種無人飛行器定位的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，由于各行各業(yè)的需求，無人飛行器的運用越來越廣泛，隨著不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了更多航飛速度更快、飛行高度更高、更加操作靈活、體積更小的無人飛行器。而隨著飛行速度及飛行高度的不斷增加，加上飛行器本體越來越小，對飛行器本身的性能要求也越來越高，具體的，飛行器飛行速度及高度的提升，將導(dǎo)致飛行器根據(jù)操控要求實現(xiàn)懸停的難度提高；小型飛行器在室內(nèi)或空間較為隱蔽的地方飛行時由于無法實現(xiàn)衛(wèi)星定位或衛(wèi)星定位精度差，而無法實現(xiàn)定點懸停的問題，上述問題將導(dǎo)致無人飛行器存在一定的安全隱患，同時對操控者而言，也無法體驗到良好的飛行操控效果。
[0003]為了更好的適應(yīng)飛行器的快速發(fā)展，技術(shù)人員不斷的研發(fā)解決方法，如專利申請?zhí)?01310307007.3，名稱為《微小型飛行器地面測試姿態(tài)記錄儀》的發(fā)明申請，提供一種飛行器地面試驗姿態(tài)記錄儀，結(jié)合多種傳感器獲得飛行器的原始飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，利用均值濾波方法處理后根據(jù)自定義數(shù)據(jù)格式對飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進行分割和打包，以整數(shù)形式發(fā)送到上位機進行處理，解算后實現(xiàn)對飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)快速、實時對飛行姿態(tài)的更新，更好的掌握飛行器的飛行姿態(tài)。但是，上述方案雖然提供了一種實時更新飛行器飛行姿態(tài)信息，但還是無法解決在衛(wèi)星定位精度差或無法實現(xiàn)衛(wèi)星定位時遇到的無法定點懸停問題，因此，有必要提供一種能夠根據(jù)姿態(tài)信息等數(shù)據(jù)實現(xiàn)無人飛行器定位的方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種無人飛行器定位的方法及裝置，能夠在無衛(wèi)星定位或衛(wèi)星定位信號差的情況下，同樣實現(xiàn)無人飛行器的定點懸停，提高飛行器的安全性能和操控人員的飛行體驗。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種無人飛行器的定位方法，包括:
[0007]通過無人飛行器上的攝像頭實時采集視頻流圖像信息；獲取無人飛行器的高度信息和姿態(tài)信息；
[0008]對所述視頻流圖像信息進行解析，并根據(jù)所述高度信息和姿態(tài)信息得到無人飛行器的漂移方向和漂移距離；
[0009]自動控制無人飛行器朝與所述漂移方向相反的方向移動所述漂移距離，定點懸
\? O
[0010]本發(fā)明提供的另一個技術(shù)方案為:
[0011]一種無人飛行器的定位系統(tǒng)，包括攝像頭、獲取模塊、解析模塊和自動控制模塊；
[0012]所述攝像頭，用于通過無人飛行器上的攝像頭實時采集視頻流圖像信息；
[0013]所述獲取模塊，用于獲取無人飛行器的高度信息和姿態(tài)信息；
[0014]所述解析模塊，用于對所述視頻流圖像信息進行解析，并根據(jù)所述高度信息和姿態(tài)信息得到無人飛行器的漂移方向和漂移距離；
[0015]所述自動控制模塊，用于自動控制無人飛行器朝與所述漂移方向相反的方向移動所述漂移距離，定點懸停。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的無人飛行器由于無法進行定位，而無法實現(xiàn)飛行器的定點懸停；配備有定位功能的無人飛行器大多通過衛(wèi)星定位信號進行定位，在衛(wèi)星定位信號差或者無衛(wèi)星信號的情況下也無法實現(xiàn)定點懸停；無法實現(xiàn)無人飛行器的定點懸停將導(dǎo)致無人飛行器很難接受操控，在空中具有較大的漂移速度，存在較大安全隱患；同時也影響操控者的操控體驗。本發(fā)明提供一種無人飛行器的定位方法及系統(tǒng)，通過實時采集得到視頻流圖像信息；在獲取得到無人飛行器的高度信息和姿態(tài)信息后對視頻流圖像信息進行解析，便得到飛行器的漂移方向和漂移距離；根據(jù)漂移方向和漂移距離便能夠自動控制無人飛行器抵消相應(yīng)的漂移量，實現(xiàn)無人飛行器在無定位系統(tǒng)提供的操控量的情況下實現(xiàn)定點懸停。本發(fā)明實現(xiàn)了無人飛行器在無衛(wèi)星定位系統(tǒng)或衛(wèi)星定位信號精度差的情況下，即無法提供具體操控量的情況下同樣能夠?qū)崿F(xiàn)無人飛行器的定點懸停，提高無人飛行器的安全性，尤其是室內(nèi)飛行的安全性；同時又能優(yōu)化操控人員的飛行體驗。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位方法的基礎(chǔ)流程框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位方法的流程框圖；
[0019]圖3為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位方法的流程框圖；
[0020]圖4為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位方法的流程框圖；
[0021]圖5為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位方法的流程框圖；
[0022]圖6為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成方框圖；
[0023]圖7為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成方框圖；
[0024]圖8為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位系統(tǒng)的中識別模塊的組成方框圖；
[0025]圖9為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成方框圖；
[0026]圖10為本發(fā)明一實施例一種無人飛行器的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成方框圖。
[0027]標號說明:
[0028]1、攝像頭；2、獲取模塊；3、解析模塊；4、自動控制模塊；
[0029]5、識別模塊；6、第一監(jiān)測模塊；7、計算模塊；8、選取單元；
[0030]9、第一識別單元；10、第二識別單元；
[0031]12、衛(wèi)星定位系統(tǒng)；13、第二監(jiān)測模塊。
【具體實施方式】
[0032]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。
[0033]名詞解釋:
[0034]姿態(tài)信息:飛行器三個軸的軸向角加速度和加速度信息；
[0035]漂移量:包括無人飛行器的漂移方向和漂移速度。
[0036]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:獲取視頻流圖像信息和飛行器的高度信息及姿態(tài)信息后解析得到飛行器的漂移方向和漂移距離的漂移量，自動控制飛行器抵消相應(yīng)的漂移量，實現(xiàn)無人飛行器的定點懸停。
[0037]請參照圖1以及圖10，本發(fā)明提供一種無人飛行器的定位方法，包括:
[0038]通過無人飛行器上的攝像頭I實時采集視頻流圖像信息；獲取無人飛行器的高度信息和姿態(tài)信息；
[0039]對所述視頻流圖像信息進行解析，并根據(jù)所述高度信息和姿態(tài)信息得到無人飛行器的漂移方向和漂移距離；
[0040]自動控制無人飛行器朝與所述漂移方向相反的方向移動所述漂移距離，定點懸
\? O
[0041]需要說明的是，通過獲取無人飛行器的高度信息和姿態(tài)信息后便能夠得出無人飛行器此時的狀態(tài)。自動控制無人飛行器朝與所述漂移方向相反的方向移動所述漂移距離即讓無人飛行器在懸停過程中抵消由于慣性而產(chǎn)生的漂移距離，目的是實現(xiàn)在沒有衛(wèi)星定位信息提供的定位操控量時能夠把無人飛行器穩(wěn)定在一點，從而做到定點懸停。
[0042]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供一種無人飛行器的定位方法，通過實時采集得到視頻流圖像信息；在獲取得到無人飛行器的高度信息和姿態(tài)信息后對視頻流圖像信息進行解析，便得到飛行器的漂移方向和漂移距離；根據(jù)漂移方向和漂移距離便能夠自動控制無人飛行器抵消相應(yīng)的漂移量，實現(xiàn)無人飛行器在無定位系統(tǒng)提供的操控量的情況下實現(xiàn)定點懸停。本發(fā)明實現(xiàn)了無人飛行器在無衛(wèi)星定位系統(tǒng)12或衛(wèi)星定位信號精度差的情況下，即無法提供具體操控量的情況下同樣能夠?qū)崿F(xiàn)無人飛行器的定點懸停，提高無人飛行器的安全性，尤其是室內(nèi)飛行的安全性；同時又能優(yōu)化操控人員的飛行體驗。
[0043]進一步的，所述“對所述視頻流圖像信息進行解析，并根據(jù)所述高度信息和姿態(tài)信息得到無人飛行器的漂移方向和漂移距離”具體包括:
[0044]自動識別所述視頻流圖像信息中的特征點；
[0045]對所述特征點進行監(jiān)測，得到特征點的移動方向和移動速度；
[0046]根據(jù)特征點的移動方向、移動速度、所述高度信息和姿態(tài)信息計算得到無人飛行器的漂移方向和漂移距離。
[0047]需要說明的是，所述特征點可以理解為在圖像中，相對圖像背景環(huán)境比較突出的像素點；在本發(fā)明中特征點的選取、識別、檢測過程均是全自動實現(xiàn)的，不需要預(yù)先設(shè)定任何參考物。
[0048]進一步的，所述“自動識別所述視頻流圖像信息中的特征點；對所述特征點進行監(jiān)測，得到特征點的移動方向和移動速度”具體包括:
[0049]選取所述視頻流圖像信息中的一幀圖像；識別出本幀圖像中兩個以上的特征點；
[0050]在所述視頻流圖像信息的每一幀圖像中自動識別出所述特征點；
[0051]將每一幀圖像中的每一個特征點與上一幀圖像中相對應(yīng)的特征點進行比較，得到所述特征點的比較數(shù)據(jù)；
[0052]對所述比較數(shù)據(jù)進行均值處理，得到特征點的移動方向和移動速度。
[0053]需要說明的是，在選取視頻流圖像信息中的一幀圖像后，將自動在該幀圖像上識別出一定數(shù)量的特征點，之后會在視頻流圖像信息中的每一幀圖像上都識別出上述選取的特定圖像中識別出的特征點，通過對同一特征點在每相鄰的兩幀圖像中的移動的距離、方向和時間進行比較，得出一系列的特征點比較數(shù)據(jù)，通過對這一系列的特征點比較數(shù)據(jù)進行均值處理，得出特征點的平均移動方向和平均移動速度，即特征點的移動方向和移動速度。
[0054]進一步的，所述“自動控制”包括自動控制參數(shù)調(diào)整的過程；
[0055]所述參數(shù)包括通過所述姿態(tài)信息預(yù)估得到的無人飛行器下一時刻的狀態(tài)信息。
[0056]需要說明的是，自動控制過程中將結(jié)合自動控制規(guī)律，以免無人飛行器在定點懸停過程中發(fā)生動作發(fā)散、抵消量不足或抵消量過大等情況。
[0057]進一步的，所述“通過無人飛行器上的攝像頭I實時采集視頻流圖像信息”之前還包括使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)12進行定位的過程；具體包括:
[0058]監(jiān)測衛(wèi)星定位系統(tǒng)12信號的定位精度；
[0059]當定位精度低于閥值時執(zhí)行步驟“通過無人飛行器上的攝像頭I實時采集視頻流圖像信息”；
[0060]當定位精度高于閥值時切換至衛(wèi)星定位系統(tǒng)12進行定位。
[0061]由上述描述可知，在無人飛行器沒有配備衛(wèi)星定位系統(tǒng)12，或者衛(wèi)星定位信號精度較低時，能夠通過或自動切換至本發(fā)明所述的視頻流輔助定位方法進行無人飛行器的定位，避免無人飛行器在空中橫沖猛撞，無法定位著陸；從而實現(xiàn)無人飛行