位移补偿方法和设备及速度补偿方法和设备技术

提供了一种位移补偿方法和设备及速度补偿方法和设备。该位移补偿方法包括：利用光流传感器获取多旋翼无人机在每个单位时间内相对于被检测平面上的起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移，并利用多旋翼无人机在每个单位时间内相对于被检测平面的实时高度对多旋翼无人机在相应单位时间内的第一和第二实时位移进行高度补偿；利用多旋翼无人机在每个单位时间内的经过高度补偿的第一和第二实时位移，获取多旋翼无人机在预定时刻的第一和第二相对位移；以及利用多旋翼无人机在预定时刻相对于被检测平面的相对高度、第一欧拉角、以及第二欧拉角，对第一和第二相对位移进行角度补偿。一和第二相对位移进行角度补偿。一和第二相对位移进行角度补偿。

【技术实现步骤摘要】
位移补偿方法和设备及速度补偿方法和设备


[0001]本专利技术涉及无人机领域，尤其涉及一种用于多旋翼无人机的位移补偿方法和设备及速度补偿方法和设备。

技术介绍

[0002]随着多旋翼无人机技术的发展，多旋翼无人机的使用范围更加广泛，多旋翼无人机的飞行及悬停稳定性需求也更加强烈。当前，在室外的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)信号较弱或室内没有GPS信号的情况下，光流传感器可用于实现多旋翼无人机的悬停。
[0003]光流传感器可以检测多旋翼无人机相对于被检测平面上的起始位置(即，多旋翼无人机在起飞时刻所在的位置)的位移(下面简称为多旋翼无人机的相对位移)和移动速度(下面简称为多旋翼无人机的相对移动速度)。但是，由于光流传感器为固定在多旋翼无人机底部的传感器，由其测得的多旋翼无人机的相对位移和相对移动速度容易受多旋翼无人机的姿态的影响。另外，由于光流传感器属于单目摄像头传感器，具有无法感知高度的缺点，由其测得的多旋翼无人机的相对位移和相对移动速度存在一定程度的失真。
[0004]同时，光流传感器存在距离被检测平面越远针对被检测平面的分辨率越低的情况，该情况会导致随着光流传感器相对于被检测平面的距离的增加，由其测得的多旋翼无人机的相对位移和相对移动速度的准确度降低。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术提供了一种用于多旋翼无人机的位移补偿方法和设备及速度补偿方法和设备。
[0006]根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的位移补偿方法，包括：从多旋翼无人机从被检测平面上的起始位置的起飞时刻开始，利用光流传感器获取多旋翼无人机在每个单位时间内相对于起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移，并且利用多旋翼无人机在每个单位时间内相对于被检测平面的实时高度，对多旋翼无人机在相应单位时间内的第一实时位移和第二实时位移进行高度补偿；利用多旋翼无人机从起飞时刻到预定时刻之间的每个单位时间内的经过高度补偿的第一实时位移和经过高度补偿的第二实时位移，获取多旋翼无人机在预定时刻相对于起始位置在第一方向上的第一相对位移和在第二方向上的第二相对位移；以及利用多旋翼无人机在预定时刻相对于被检测平面的相对高度以及多旋翼无人机在预定时刻的第一欧拉角和第二欧拉角，对第一相对位移和第二相对位移进行角度补偿。
[0007]根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的位移补偿设备，包括：高度补偿装置，被配置为从多旋翼无人机从被检测平面上的起始位置的起飞时刻开始，利用光流传感器获取多旋翼无人机在每个单位时间内相对于起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移，并且利用多旋翼无人机在每个单位时间内相对于被检测平面的实
时高度，对多旋翼无人机在相应单位时间内的第一实时位移和第二实时位移进行高度补偿；位移获取单元，被配置为利用多旋翼无人机从起飞时刻到预定时刻之间的每个单位时间内的经过高度补偿的第一实时位移和经过高度补偿的第二实时位移，获取多旋翼无人机在预定时刻相对于起始位置在第一方向上的第一相对位移和在第二方向上的第二相对位移；以及角度补偿装置，被配置为利用多旋翼无人机在预定时刻相对于被检测平面的相对高度以及多旋翼无人机在预定时刻的第一欧拉角和第二欧拉角，对第一相对位移和第二相对位移进行角度补偿。
[0008]根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的位移补偿方法和设备，通过利用多旋翼无人机在每个单位时间内的实时高度对光流传感器在相应单位时间内测得的多旋翼无人机的第一和第二实时位移进行高度补偿，利用多旋翼无人机从起飞时刻到预定时刻之间的每个单位时间内的经过高度补偿的第一和第二实时位移获取多旋翼无人机在预定时刻的第一和第二相对位移，并利用多旋翼无人机在预定时刻的相对高度、第一欧拉角、和第二欧拉角对多旋翼无人机在预定时刻的第一和第二相对位移进行角度补偿，可以得到多旋翼无人机在预定时刻在第一和第二方向的更为准确的第一和第二实际相对位移。
[0009]根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的速度补偿方法，包括：利用光流传感器获取多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于被检测平面上的起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移；利用多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于其自身的第一旋转轴的第一转动角速度对第一实时位移进行角速度补偿，并利用多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于其自身的第二旋转轴的第二转动角速度对第二实时位移进行角速度补偿；以及利用多旋翼无人机在预定时刻相对于被检测平面的相对高度，对经过角速度补偿的第一实时位移和经过角速度补偿的第二实时位移进行高度补偿，其中将经过角速度和高度补偿的第一实时位移作为多旋翼无人机在预定时刻相对于起始位置在第一方向上的第一相对移动速度，并将经过角速度和高度补偿的第二实时位移作为多旋翼无人机在预定时刻相对于起始位置在第二方向上的第二相对移动速度。
[0010]根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的速度补偿设备，包括：速度获取装置，被配置为利用光流传感器获取多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于被检测平面上的起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移；角速度补偿装置，被配置为利用多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于其自身的第一旋转轴的第一转动角速度对第一实时位移进行角速度补偿，并利用多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于其自身的第二旋转轴的第二转动角速度对第二实时位移进行角速度补偿；以及高度补偿装置，利用多旋翼无人机在预定时刻相对于被检测平面的相对高度，对经过角速度补偿的第一实时位移和经过角速度补偿的第二实时位移进行高度补偿，其中经过角速度和高度补偿的第一实时位移被作为多旋翼无人机在预定时刻相对于起始位置在第一方向上的第一相对移动速度，经过角速度和高度补偿的第二实时位移被作为多旋翼无人机在预定时刻相对于起始位置在第二方向上的第二相对移动速度。
[0011]根据本专利技术实施例的速度补偿方法和设备，通过利用多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于其自身的第一和第二旋转轴的第一和第二转动角速度分别
对光流传感器在该单位时间内测得的多旋翼无人机的第一实时位移和第二实时位移进行角速度补偿，并利用多旋翼无人机在预定时刻的相对高度对经过角速度补偿的第一和第二实时位移进行高度补偿，可以得到多旋翼无人机在预定时刻在第一和第二方向的更为准确的第一和第二实际相对移动速度。
附图说明
[0012]从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：
[0013]图1示出了示出了根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的位移补偿设备的框图；
[0014]图2示出了根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的位移补偿方法的流程图；
[0015]图3示出了根据本专利技术实施例的用于多旋翼无人机的速度补偿设备的框图；
[0016]图4示出了根据本专利技术实施例的用于多旋翼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多旋翼无人机的位移补偿方法，包括：从所述多旋翼无人机从被检测平面上的起始位置的起飞时刻开始，利用光流传感器获取所述多旋翼无人机在每个单位时间内相对于所述起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移，并且利用所述多旋翼无人机在每个单位时间内相对于所述被检测平面的实时高度，对所述多旋翼无人机在相应单位时间内的所述第一实时位移和所述第二实时位移进行高度补偿；利用所述多旋翼无人机从所述起飞时刻到预定时刻之间的每个单位时间内的经过高度补偿的第一实时位移和经过高度补偿的第二实时位移，获取所述多旋翼无人机在所述预定时刻相对于所述起始位置在所述第一方向上的第一相对位移和在所述第二方向上的第二相对位移；以及利用所述多旋翼无人机在所述预定时刻相对于所述被检测平面的相对高度以及所述多旋翼无人机在所述预定时刻的第一欧拉角和第二欧拉角，对所述第一相对位移和所述第二相对位移进行角度补偿。2.如权利要求1所述的位移补偿方法，还包括：对经过角度补偿的第一相对位移和经过角度补偿的第二相对位移进行低通滤波。3.如权利要求1所述的位移补偿方法，其中，通过将所述多旋翼无人机在每个单位时间内的所述实时高度与所述多旋翼无人机在相应单位时间内的所述第一实时位移相乘，来对所述第一实时位移进行高度补偿，并且通过将所述多旋翼无人机在每个单位时间内的所述实时高度与所述多旋翼无人机在相应单位时间内的所述第二实时位移相乘，来对所述第二实时位移进行高度补偿。4.如权利要求1所述的位移补偿方法，其中，对所述第一相对位移进行角度补偿包括：利用所述第一欧拉角和所述相对高度通过乘法运算获取第一角度补偿值，并利用所述第一角度补偿值对所述第一相对位移进行角度补偿，并且对所述第二相对位移进行角度补偿包括：利用所述第二欧拉角和所述相对高度通过乘法运算获取第二角度补偿值，并利用所述第二角度补偿值对所述第二相对位移进行角度补偿。5.如权利要求2所述的位移补偿方法，还包括：利用所述光流传感器的分辨率特性参数和所述相对高度，获取所述光流传感器在所述相对高度针对所述被检测平面的光流分辨率；利用所述光流分辨率获取用于低通滤波的截止频率；以及利用所述用于低通滤波的截止频率获取低通滤波系数。6.如权利要求1所述的位移补偿方法，其中，所述第一欧拉角是所述多旋翼无人机的横滚角，所述第二欧拉角是所述多旋翼无人机的俯仰角，或者所述第一欧拉角是所述多旋翼无人机的俯仰角，所述第二欧拉角是所述多旋翼无人机的横滚角。7.一种用于多旋翼无人机的速度补偿方法，包括：利用光流传感器获取所述多旋翼无人机在最接近预定时刻的一个单位时间内相对于被检测平面上的起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移；利用所述多旋翼无人机在最接近所述预定时刻的一个单位时间内相对于其自身的第
一旋转轴的第一转动角速度对所述第一实时位移进行角速度补偿，并利用所述多旋翼无人机在最接近所述预定时刻的一个单位时间内相对于其自身的第二旋转轴的第二转动角速度对所述第二实时位移进行角速度补偿；以及利用所述多旋翼无人机在所述预定时刻相对于所述被检测平面的相对高度，对经过角速度补偿的第一实时位移和经过角速度补偿的第二实时位移进行高度补偿，其中将经过角速度和高度补偿的第一实时位移作为所述多旋翼无人机在所述预定时刻相对于所述起始位置在所述第一方向上的第一相对移动速度，并将经过角速度和高度补偿的第二实时位移作为所述多旋翼无人机在所述预定时刻相对于所述起始位置在所述第二方向上的第二相对移动速度。8.如权利要求7所述的速度补偿方法，还包括：对所述第一相对移动速度和所述第二相对移动速度进行低通滤波。9.如权利要求8所述的速度补偿方法，还包括：利用所述光流传感器的分辨率特性参数和所述相对高度，获取所述光流传感器在所述相对高度针对所述被检测平面的光流分辨率；利用所述光流分辨率获取用于低通滤波的截止频率；以及利用所述用于低通滤波的截止频率获取低通滤波系数。10.如权利要求7所述的速度补偿方法，其中，通过将所述经过角速度补偿的第一实时位移与所述相对高度相乘，来对所述经过角速度补偿的第一实时位移进行高度补偿，并且通过将所述经过角速度补偿的第二实时位移与所述相对高度相乘，来对所述经过角速度补偿的第二实时位移进行高度补偿。11.如权利要求7所述的速度补偿方法，其中，所述第一旋转轴是所述多旋翼无人机的横滚轴，所述第二旋转轴是所述多旋翼无人机的俯仰轴，或者所述第一旋转轴是所述多旋翼无人机的俯仰轴，所述第二旋转轴是所述多旋翼无人机的横滚轴。12.一种用于多旋翼无人机的位移补偿设备，包括：高度补偿装置，被配置为从所述多旋翼无人机从被检测平面上的起始位置的起飞时刻开始，利用光流传感器获取所述多旋翼无人机在每个单位时间内相对于所述起始位置在第一方向上的第一实时位移和在第二方向上的第二实时位移，并且利用所述多旋翼无人机在每个单位时间内相对于所述被检测平面的实时高度，对所述多旋翼无人机在相应单位时间内的所述第一实时位移和所述第二实时位移进行高度补偿；位移获取装置，被配置为利用所述多旋翼无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明亮，赵梓明，廖益木，洪梅华，陈志樑，
申请(专利权)人：广州昂宝电子有限公司，
类型：发明
国别省市：