無人機(jī)飛行控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)飛行控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于無人機(jī)具有體積小、重量輕、可垂直起飛降落、定點(diǎn)懸停、高機(jī)動性等優(yōu)點(diǎn)，在 交通監(jiān)控、自然災(zāi)害監(jiān)視與救援、環(huán)境和污染監(jiān)測、農(nóng)林業(yè)勘測、應(yīng)對突發(fā)事件等領(lǐng)域具有 廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 在室外環(huán)境下，無人機(jī)的位置信息可由全球定位系統(tǒng)（GPS)提供實(shí)時位置信息。 在無 GPS信號的環(huán)境下，例如在室內(nèi)環(huán)境中，通常由高速、高精度的室內(nèi)定位系統(tǒng)（如Vicon 高速動作捕捉系統(tǒng)，Optitrack運(yùn)動捕捉系統(tǒng)、基于超寬帶技術(shù)的無線定位系統(tǒng)等）提供無 人機(jī)的實(shí)時位置信息，這些高速、高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)的價格非常昂貴，同時，由于無人機(jī) 受限于定位系統(tǒng)的有效測量空間，這極大地限制了無人機(jī)自主飛行的性能。實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自 定位的另一種解決方案是使用激光測距儀，但適于小型無人機(jī)的激光測距儀的價格昂貴、 更新效率低。
[0004] 上述內(nèi)容僅用于輔助理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技 術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種無人機(jī)飛行控制方法及裝置，旨在提供可靠、低 成本的飛行控制策略。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無人機(jī)飛行控制方法，該方法包括：
[0007] 控制搭載在無人機(jī)上的攝像機(jī)按照預(yù)設(shè)頻率進(jìn)行拍攝操作，得到拍攝圖像；
[0008] 分析所述拍攝圖像，得到拍攝圖像上的至少一個特征點(diǎn)；
[0009] 獲取前后兩個拍攝圖像中的特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離及在第二方向運(yùn)動的 距離；所述第一方向與第二方向呈垂直關(guān)系；
[0010] 獲取所述無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度；
[0011] 根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人 機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的當(dāng)前 飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量；
[0012] 根據(jù)所述第一方向上的補(bǔ)償漂移量和第二方向上的補(bǔ)償漂移量控制無人機(jī)飛行。
[0013] 優(yōu)選地，所述獲取前后兩個拍攝圖像中的特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離及在第二 方向運(yùn)動的距離的步驟包括：
[0014] 分別計算前后兩個拍攝圖像中的各個特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離，對所述計算 的各個特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離求平均值，作為所述前后兩個拍攝圖像中的特征點(diǎn)在 第一方向運(yùn)動的距離；
[0015] 分別計算前后兩個拍攝圖像中的各個特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離，對所述計算 的各個特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離求平均值，作為所述前后兩個拍攝圖像中的特征點(diǎn)在 第二方向運(yùn)動的距離。
[0016] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度， 得到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離和 無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量的步驟之前，該方法 還包括：判斷所述攝像機(jī)是否正對地面拍攝；
[0017] 所述根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述 無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的 當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量的步驟包括：
[0018] 在所述攝像機(jī)未正對地面拍攝時，獲取搭載在云臺上的陀螺儀在第一方向運(yùn)動的 距離和在第二方向運(yùn)動的距離；
[0019] 根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離及陀螺儀在第一方向運(yùn)動的距離，得到無 人機(jī)在第一方向上的第一初始補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離及陀 螺儀在第二方向運(yùn)動的距離，得到無人機(jī)在第二方向上的第一初始補(bǔ)償漂移量；
[0020] 根據(jù)所述無人機(jī)在第一方向上的第一初始補(bǔ)償漂移量及無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度， 得到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述無人機(jī)在第二方向上的第一初始 補(bǔ)償漂移量及無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量。
[0021] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度， 得到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離和 無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量的步驟之前，該方法 還包括：判斷所述無人機(jī)是否有運(yùn)動量及判斷搭載在該無人機(jī)上的攝像機(jī)的拍攝視野中是 否存在移動物；所述根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得 到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離和無 人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量的步驟包括：
[0022] 在所述無人機(jī)沒有運(yùn)動量且搭載在該無人機(jī)上的攝像機(jī)的拍攝視野中存在移動 物時，采集設(shè)置在無人機(jī)上的加速度計測量的加速度；
[0023] 對所述采集的加速度進(jìn)行二次積分得到位移量；
[0024] 根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離及所述位移量，得到無人機(jī)在第一方向上 的第二初始補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離及所述位移量，得到無 人機(jī)在第二方向上的第二初始補(bǔ)償漂移量；
[0025] 根據(jù)所述無人機(jī)在第一方向上的第二初始補(bǔ)償漂移量及無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度， 得到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述無人機(jī)在第二方向上的第二初始 補(bǔ)償漂移量及無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量。
[0026] 優(yōu)選地，所述分析所述拍攝圖像，得到拍攝圖像上的至少一個特征點(diǎn)的步驟為：
[0027] 分析所述拍攝圖像，從所述拍攝圖像中獲取梯度圖像，并根據(jù)梯度圖像提取至少 一個特征點(diǎn)。
[0028] 此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種無人機(jī)飛行控制裝置，該裝置包括：
[0029] 第一控制模塊，用于控制搭載在無人機(jī)上的攝像機(jī)按照預(yù)設(shè)頻率進(jìn)行拍攝操作， 得到拍攝圖像；
[0030] 分析模塊，用于分析所述拍攝圖像，得到拍攝圖像上的至少一個特征點(diǎn)；
[0031] 第一獲取模塊，用于獲取前后兩個拍攝圖像中的特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離及 在第二方向運(yùn)動的距離；所述第一方向與第二方向呈垂直關(guān)系；
[0032] 第二獲取模塊，用于獲取所述無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度；
[0033] 補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離和無人機(jī)的當(dāng)前飛行高 度，得到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距 離和無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上的補(bǔ)償漂移量；
[0034] 第二控制模塊，用于根據(jù)所述第一方向上的補(bǔ)償漂移量和第二方向上的補(bǔ)償漂移 量控制無人機(jī)飛行。
[0035] 優(yōu)選地，所述第一獲取模塊包括：
[0036] 第一獲取單元，用于分別計算前后兩個拍攝圖像中的各個特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動 的距離，對所述計算的各個特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離求平均值，作為所述前后兩個拍 攝圖像中的特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離；
[0037] 第二獲取單元，用于分別計算前后兩個拍攝圖像中的各個特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動 的距離，對所述計算的各個特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離求平均值，作為所述前后兩個拍 攝圖像中的特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離。
[0038] 優(yōu)選地，所述裝置還包括第一判斷模塊，用于判斷所述攝像機(jī)是否正對地面拍 攝；
[0039] 所述補(bǔ)償模塊包括：
[0040] 第三獲取單元，用于在所述攝像機(jī)未正對地面拍攝時，獲取搭載在云臺上的陀螺 儀在第一方向運(yùn)動的距離和在第二方向運(yùn)動的距離；
[0041] 第一補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離及陀螺儀在第一方向 運(yùn)動的距離，得到無人機(jī)在第一方向上的第一初始補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二 方向運(yùn)動的距離及陀螺儀在第二方向運(yùn)動的距離，得到無人機(jī)在第二方向上的第一初始補(bǔ) 償漂移量；
[0042] 第二補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所述無人機(jī)在第一方向上的第一初始補(bǔ)償漂移量及無人 機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述無人機(jī)在第 二方向上的第一初始補(bǔ)償漂移量及無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上 的補(bǔ)償漂移量。
[0043] 優(yōu)選地，所述裝置還包括第二判斷模塊，用于判斷所述無人機(jī)是否有運(yùn)動量及判 斷搭載在該無人機(jī)上的攝像機(jī)的拍攝視野中是否存在移動物；
[0044] 所述補(bǔ)償模塊包括：
[0045] 采集單元，用于在所述無人機(jī)沒有運(yùn)動量且搭載在該無人機(jī)上的攝像機(jī)的拍攝視 野中存在移動物時，采集設(shè)置在無人機(jī)上的加速度計測量的加速度；
[0046] 積分單元，用于對所述采集的加速度進(jìn)行二次積分得到位移量；
[0047] 第三補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所述特征點(diǎn)在第一方向運(yùn)動的距離及所述位移量，得到 無人機(jī)在第一方向上的第二初始補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述特征點(diǎn)在第二方向運(yùn)動的距離及 所述位移量，得到無人機(jī)在第二方向上的第二初始補(bǔ)償漂移量；
[0048] 第四補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所述無人機(jī)在第一方向上的第二初始補(bǔ)償漂移量及無人 機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第一方向上的補(bǔ)償漂移量；及根據(jù)所述無人機(jī)在第 二方向上的第二初始補(bǔ)償漂移量及無人機(jī)的當(dāng)前飛行高度，得到所述無人機(jī)在第二方向上 的補(bǔ)償漂移量。
[0049] 優(yōu)選地，所述分析模塊包括：
[0050] 分析單元，用于分析所述拍攝圖像，從所述拍攝圖像中獲取梯度圖像，并根據(jù)梯度 圖像提取至少一個特征點(diǎn)。
[0051] 本發(fā)明的無人機(jī)飛行控制方法及裝置，通過控制搭載在無人機(jī)上的攝像機(jī)