一种无人机的悬停定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机的悬停定位方法及装置，用以通过无人机自带的航拍机拍摄的特定区域的图像，以及该图像中寻找的多个特征物体对该无人机的悬停进行定位，从而简化了无人机的悬停定位方法，减少了成本。因此，本发明专利技术是通过无人机自带的航拍机拍摄的同一特定区域的图像，以及从该图像中确定的多个特征物体，判断该特征物体的坐标是否发生变化，来确定无人机的悬停是否定位在一个位置。本发明专利技术提供的无人机的悬停定位方法不需要增加额外的摄像机或者GPS模块，也不需要复杂的光流算法，所以不仅简化了无人机的悬停定位方法，而且减少了成本，且适用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种无人机的悬停定位方法及装置。
技术介绍
—般地，无人机的悬停最常规的方式是基于陀螺仪(加速度传感器)，判断无人机的姿态，保证无人机不产生水平位移，从而实现无人机的稳定悬停，然而陀螺仪本身存在的测量精度偏差较大，随着时间的累积，无人机会产生一定范围的偏移。为了解决上述问题，现有的改进后的无人机的悬停定位方法有3种:方法1，在无人机中增加全球定位系统(Global Posit1ning System，GPS)模块，通过GPS定位处理的水平位置确定该无人机是否产生水平方向的位移，但是GPS的最小测量单位为10米级别，所以即使增加GPS模块，无人机也会在10米以内偏移，最多只能防止悬停飞丢，而不能让飞机进行稳定悬停。方法2，在无人机下方悬挂特殊图标的特征物和摄像头，例如专利申请号为201410526631.7的一篇专利中公开的无人机的悬停定位方法是:在预设悬停地点放置特殊图标，由无人机悬挂摄像头，对特殊图标进行识别，并保证特殊图标在所拍摄图像中占有固定位置，从而保证摄像头和图标的相对水平位置保持不变。为了保证不出现自旋偏移，特殊图标需要带有一定的方向指示，如图1。方法3，利用光流法确定无人机的悬停。具体地，光流是指空间运动中的物体在观察成像平面上的像素运动的瞬间速度，光流技术就是利用图像序列中像素在时间域上的变化及相邻帧之间的相关性来找到上一帧与当前帧之间存在的对应关系，从而计算出相邻帧之间物体的运动信息的一种方法，其目的是获取物体的运动场，其效果类似于加速度传感器，获取加速度从而计算出移动速度和位移，通过计算运动场也就能获取到移动速度和位移。并且常用的光流检测技术都是用专门的光流传感器实现的，该技术多用于室内定位和导航。然而，方法1存在的缺点是因为GPS的误差较大，造成无人机的悬停定位判断的失误，影响判断结果;方法2存在的缺点是实现较为复杂，不仅需要悬停地点预先放置特殊图片，导致无人机不能随便悬停，而且若特殊图标有破损，则导致无人机无法准确悬停;方法3存在的缺点是依赖于光流传感器加光流算法，复杂度高，成本高，并不适合于单个悬停功會泛。综上所述，现有技术中的无人机的悬停定位方法，不仅实现起来较为复杂，且需要增加额外的成本，适用性较弱。
技术实现思路
本专利技术提供一种无人机的悬停定位方法及装置，用以通过无人机自带的航拍机拍摄的特定区域的图像，以及该图像中寻找的多个特征物体对该无人机的悬停进行定位，从而简化了无人机的悬停定位方法，减少了成本，且适用性强。本专利技术提供的一种无人机的悬停定位方法，包括:当无人机处于悬停状态后，镜头朝下初次拍摄特定区域的图像，确定所述特定区域的图像中的多个特征物体，以及通过在所述特定区域的图像中建立坐标系确定所述多个特征物体的初始坐标；按照预设周期连续拍摄同一特定区域的图像，确定所述同一特定区域的图像中的与所述初次拍摄特定区域的图像中相同的多个特征物体，以及通过在所述同一特定区域的图像中建立与所述初次拍摄特定区域的图像中相同的坐标系确定所述多个特征物体的坐标；当确定所述同一特定区域的图像中的所述多个特征物体的坐标与初始坐标的变化位于第一预设范围之外时，调整所述无人机的方向，使所述无人机下一次拍摄的同一特定区域的图像中的所述多个特征物体的坐标与初始坐标的变化值位于所述第一预设范围之内。通过本专利技术提供的一种无人机的悬停定位方法，首先在无人机处于悬停状态后，镜头朝下初次拍摄特定区域的图像，并根据该特定区域的图像确定多个特征物体，以及通过在所述特定区域的图像中建立坐标系确定该多个特征物体的初始坐标，从而确定每个特征物体的初始位置;然后按照周期连续拍摄同一特定区域的图像，确定所述同一特定区域的图像中的与所述初次拍摄特定区域的图像中相同的多个特征物体，以及通过在所述同一特定区域的图像中建立与所述初次拍摄特定区域的图像中相同的坐标系确定所述多个特征物体的坐标当确定多个特征物体的坐标与初始坐标的变化位于第一预设范围之外时，调整无人机的方向，使得该无人机在下一次拍摄的同一特定区域的图像中的所述多个特征物体的坐标与初始坐标的变化值位于第一预设范围之内，从而确保了无人机的悬停在初始位置。因此，本专利技术是通过无人机自带的航拍机拍摄的同一特定区域的图像，以及从该图像中确定的多个特征物体，判断该特征物体的坐标是否发生变化，来确定无人机的悬停是否定位在一个位置。本专利技术提供的无人机的悬停定位方法不需要增加额外的摄像机或者GPS模块，也不需要复杂的光流算法，所以不仅简化了无人机的悬停定位方法，而且减少了成本，且适用性强。较佳地，通过在所述特定区域的图像中建立坐标系确定所述多个特征物体的初始坐标，包括:在所述特定区域的图像中建立包括横向和纵向且相互垂直的坐标系，并确定所述多个特征物体在所述坐标系中的初始坐标。较佳地，确定所述多个特征物体在所述坐标系中的初始坐标，包括:将所述多个特征物体的边缘位置或者中心位置作为所述多个特征物体的参考点，确定所述多个特征物体的初始坐标。较佳地，所述同一特定区域的图像中的所述多个特征物体的坐标与初始坐标的变化值位于第一预设范围之外，包括:所述同一特定区域的图像中的至少一个所述特征物体的横向坐标与该特征物体的初始横向坐标的变化值位于第一预设范围之外;和/或；所述同一特定区域的图像中的至少一个所述特征物体的纵向坐标与该特征物体的初始纵向坐标的变化值位于第一预设范围之外。较佳地，所述调整所述无人机的方向，包括:当确定所述同一特定区域的图像中的至少一个所述特征物体的横向坐标大于该特征物体的初始横向坐标，则按照横向坐标的负方向调整所述无人机；当确定所述同一特定区域的图像中的至少一个所述特征物体的横向坐标小于该特征物体的初始横向坐标，则按照横向坐标的正方向调整所述无人机；和/或，当确定所述同一特定区域的图像中的至少一个所述特征物体的纵向坐标大于该特征物体的初始纵向坐标，则按照纵向坐标的负方向调整所述无人机；当确定所述同一特定区域的图像中的至少一个所述特征物体的纵向坐标小于该特征物体的初始纵向坐标，则按照纵向坐标的正方向调整所述无人机。较佳地，在确定所述多个特征物体的初始坐标时，该方法还包括:确定所述多个特征物体之间的初始距离。较佳地，在确定所述同一特定区域的图像中的所述多个特征物体的坐标与初始坐标的变化值位于第一预设范围之外后，且调整所述无人机的方向之前，该方法还包括:判断所述多个特征物体之间的距离与所述多个特征物体之间的初始距离的变化值是否位于第二预设范围之内，若是，则调整所述无人机的方向；否则，重新拍摄特定区域的图像，并确定重新拍摄的特定区域的图像中的多个特征物体，以及通过在所述特定区域的图像中建立坐标系确定所述多个特征物体的初始坐标，其中重新确定的多个特征物体不包括坐标产生变化、且变化值位于所述第二预设范围之外的特征物体。较佳地，所述多个特征物体为静止不动的物体。本专利技术提供的一种无人机的悬停定位装置，包括:确定初始坐标单元，用于当无人机处于悬停状态后，镜头朝下初次拍摄特定区域的图像，确定所述特定区域的图像中的多个特征物体，以及通过在所述特定区域的图像中建立坐标系确定所述多个特征物体的初始坐标；确定多个特征物体单元，用于按照预设周期连续拍摄同一特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机的悬停定位方法，其特征在于，该方法包括：当无人机处于悬停状态后，镜头朝下初次拍摄特定区域的图像，确定所述特定区域的图像中的多个特征物体，以及通过在所述特定区域的图像中建立坐标系确定所述多个特征物体的初始坐标；按照预设周期连续拍摄同一特定区域的图像，确定所述同一特定区域的图像中的与所述初次拍摄特定区域的图像中相同的多个特征物体，以及通过在所述同一特定区域的图像中建立与所述初次拍摄特定区域的图像中相同的坐标系确定所述多个特征物体的坐标；当确定所述同一特定区域的图像中的所述多个特征物体的坐标与初始坐标的变化位于第一预设范围之外时，调整所述无人机的方向，使所述无人机下一次拍摄的同一特定区域的图像中的所述多个特征物体的坐标与初始坐标的变化值位于所述第一预设范围之内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志吉，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33