一種無人機(jī)的懸停定位方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)的懸停定位方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—般地，無人機(jī)的懸停最常規(guī)的方式是基于陀螺儀(加速度傳感器)，判斷無人機(jī)的姿態(tài)，保證無人機(jī)不產(chǎn)生水平位移，從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的穩(wěn)定懸停，然而陀螺儀本身存在的測(cè)量精度偏差較大，隨著時(shí)間的累積，無人機(jī)會(huì)產(chǎn)生一定范圍的偏移。
[0003]為了解決上述問題，現(xiàn)有的改進(jìn)后的無人機(jī)的懸停定位方法有3種:
[0004]方法1，在無人機(jī)中增加全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ning System，GPS)模塊，通過GPS定位處理的水平位置確定該無人機(jī)是否產(chǎn)生水平方向的位移，但是GPS的最小測(cè)量單位為10米級(jí)別，所以即使增加GPS模塊，無人機(jī)也會(huì)在10米以內(nèi)偏移，最多只能防止懸停飛丟，而不能讓飛機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定懸停。
[0005]方法2，在無人機(jī)下方懸掛特殊圖標(biāo)的特征物和攝像頭，例如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410526631.7的一篇專利中公開的無人機(jī)的懸停定位方法是:在預(yù)設(shè)懸停地點(diǎn)放置特殊圖標(biāo)，由無人機(jī)懸掛攝像頭，對(duì)特殊圖標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，并保證特殊圖標(biāo)在所拍攝圖像中占有固定位置，從而保證攝像頭和圖標(biāo)的相對(duì)水平位置保持不變。為了保證不出現(xiàn)自旋偏移，特殊圖標(biāo)需要帶有一定的方向指示，如圖1。
[0006]方法3，利用光流法確定無人機(jī)的懸停。具體地，光流是指空間運(yùn)動(dòng)中的物體在觀察成像平面上的像素運(yùn)動(dòng)的瞬間速度，光流技術(shù)就是利用圖像序列中像素在時(shí)間域上的變化及相鄰幀之間的相關(guān)性來找到上一幀與當(dāng)前幀之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而計(jì)算出相鄰幀之間物體的運(yùn)動(dòng)信息的一種方法，其目的是獲取物體的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，其效果類似于加速度傳感器，獲取加速度從而計(jì)算出移動(dòng)速度和位移，通過計(jì)算運(yùn)動(dòng)場(chǎng)也就能獲取到移動(dòng)速度和位移。并且常用的光流檢測(cè)技術(shù)都是用專門的光流傳感器實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)多用于室內(nèi)定位和導(dǎo)航。
[0007]然而，方法1存在的缺點(diǎn)是因?yàn)镚PS的誤差較大，造成無人機(jī)的懸停定位判斷的失誤，影響判斷結(jié)果;方法2存在的缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，不僅需要懸停地點(diǎn)預(yù)先放置特殊圖片，導(dǎo)致無人機(jī)不能隨便懸停，而且若特殊圖標(biāo)有破損，則導(dǎo)致無人機(jī)無法準(zhǔn)確懸停;方法3存在的缺點(diǎn)是依賴于光流傳感器加光流算法，復(fù)雜度高，成本高，并不適合于單個(gè)懸停功會(huì)泛。
[0008]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的無人機(jī)的懸停定位方法，不僅實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜，且需要增加額外的成本，適用性較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種無人機(jī)的懸停定位方法及裝置，用以通過無人機(jī)自帶的航拍機(jī)拍攝的特定區(qū)域的圖像，以及該圖像中尋找的多個(gè)特征物體對(duì)該無人機(jī)的懸停進(jìn)行定位，從而簡(jiǎn)化了無人機(jī)的懸停定位方法，減少了成本，且適用性強(qiáng)。
[0010]本發(fā)明提供的一種無人機(jī)的懸停定位方法，包括:
[0011]當(dāng)無人機(jī)處于懸停狀態(tài)后，鏡頭朝下初次拍攝特定區(qū)域的圖像，確定所述特定區(qū)域的圖像中的多個(gè)特征物體，以及通過在所述特定區(qū)域的圖像中建立坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)；
[0012]按照預(yù)設(shè)周期連續(xù)拍攝同一特定區(qū)域的圖像，確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的多個(gè)特征物體，以及通過在所述同一特定區(qū)域的圖像中建立與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)；
[0013 ]當(dāng)確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化位于第一預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)，調(diào)整所述無人機(jī)的方向，使所述無人機(jī)下一次拍攝的同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化值位于所述第一預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。
[0014]通過本發(fā)明提供的一種無人機(jī)的懸停定位方法，首先在無人機(jī)處于懸停狀態(tài)后，鏡頭朝下初次拍攝特定區(qū)域的圖像，并根據(jù)該特定區(qū)域的圖像確定多個(gè)特征物體，以及通過在所述特定區(qū)域的圖像中建立坐標(biāo)系確定該多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)，從而確定每個(gè)特征物體的初始位置;然后按照周期連續(xù)拍攝同一特定區(qū)域的圖像，確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的多個(gè)特征物體，以及通過在所述同一特定區(qū)域的圖像中建立與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)當(dāng)確定多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化位于第一預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)，調(diào)整無人機(jī)的方向，使得該無人機(jī)在下一次拍攝的同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化值位于第一預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，從而確保了無人機(jī)的懸停在初始位置。因此，本發(fā)明是通過無人機(jī)自帶的航拍機(jī)拍攝的同一特定區(qū)域的圖像，以及從該圖像中確定的多個(gè)特征物體，判斷該特征物體的坐標(biāo)是否發(fā)生變化，來確定無人機(jī)的懸停是否定位在一個(gè)位置。本發(fā)明提供的無人機(jī)的懸停定位方法不需要增加額外的攝像機(jī)或者GPS模塊，也不需要復(fù)雜的光流算法，所以不僅簡(jiǎn)化了無人機(jī)的懸停定位方法，而且減少了成本，且適用性強(qiáng)。
[0015 ]較佳地，通過在所述特定區(qū)域的圖像中建立坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)，包括:
[0016]在所述特定區(qū)域的圖像中建立包括橫向和縱向且相互垂直的坐標(biāo)系，并確定所述多個(gè)特征物體在所述坐標(biāo)系中的初始坐標(biāo)。
[0017]較佳地，確定所述多個(gè)特征物體在所述坐標(biāo)系中的初始坐標(biāo)，包括:
[0018]將所述多個(gè)特征物體的邊緣位置或者中心位置作為所述多個(gè)特征物體的參考點(diǎn)，確定所述多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)。
[0019]較佳地，所述同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化值位于第一預(yù)設(shè)范圍之外，包括:
[0020]所述同一特定區(qū)域的圖像中的至少一個(gè)所述特征物體的橫向坐標(biāo)與該特征物體的初始橫向坐標(biāo)的變化值位于第一預(yù)設(shè)范圍之外;和/或；
[0021 ]所述同一特定區(qū)域的圖像中的至少一個(gè)所述特征物體的縱向坐標(biāo)與該特征物體的初始縱向坐標(biāo)的變化值位于第一預(yù)設(shè)范圍之外。
[0022]較佳地，所述調(diào)整所述無人機(jī)的方向，包括:
[0023]當(dāng)確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的至少一個(gè)所述特征物體的橫向坐標(biāo)大于該特征物體的初始橫向坐標(biāo)，則按照橫向坐標(biāo)的負(fù)方向調(diào)整所述無人機(jī)；當(dāng)確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的至少一個(gè)所述特征物體的橫向坐標(biāo)小于該特征物體的初始橫向坐標(biāo)，則按照橫向坐標(biāo)的正方向調(diào)整所述無人機(jī)；
[0024]和/或，
[0025]當(dāng)確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的至少一個(gè)所述特征物體的縱向坐標(biāo)大于該特征物體的初始縱向坐標(biāo)，則按照縱向坐標(biāo)的負(fù)方向調(diào)整所述無人機(jī)；當(dāng)確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的至少一個(gè)所述特征物體的縱向坐標(biāo)小于該特征物體的初始縱向坐標(biāo)，則按照縱向坐標(biāo)的正方向調(diào)整所述無人機(jī)。
[0026]較佳地，在確定所述多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)時(shí)，該方法還包括:
[0027]確定所述多個(gè)特征物體之間的初始距離。
[0028 ]較佳地，在確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化值位于第一預(yù)設(shè)范圍之外后，且調(diào)整所述無人機(jī)的方向之前，該方法還包括:
[0029]判斷所述多個(gè)特征物體之間的距離與所述多個(gè)特征物體之間的初始距離的變化值是否位于第二預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，若是，則調(diào)整所述無人機(jī)的方向；
[0030]否則，重新拍攝特定區(qū)域的圖像，并確定重新拍攝的特定區(qū)域的圖像中的多個(gè)特征物體，以及通過在所述特定區(qū)域的圖像中建立坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)，其中重新確定的多個(gè)特征物體不包括坐標(biāo)產(chǎn)生變化、且變化值位于所述第二預(yù)設(shè)范圍之外的特征物體。
[0031 ]較佳地，所述多個(gè)特征物體為靜止不動(dòng)的物體。
[0032]本發(fā)明提供的一種無人機(jī)的懸停定位裝置，包括:
[0033]確定初始坐標(biāo)單元，用于當(dāng)無人機(jī)處于懸停狀態(tài)后，鏡頭朝下初次拍攝特定區(qū)域的圖像，確定所述特定區(qū)域的圖像中的多個(gè)特征物體，以及通過在所述特定區(qū)域的圖像中建立坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)；
[0034]確定多個(gè)特征物體單元，用于按照預(yù)設(shè)周期連續(xù)拍攝同一特定區(qū)域的圖像，確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的多個(gè)特征物體，以及通過在所述同一特定區(qū)域的圖像中建立與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)；
[0035]調(diào)整無人機(jī)單元，用于當(dāng)確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化位于第一預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)，調(diào)整所述無人機(jī)的方向，使所述無人機(jī)下一次拍攝的同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化值位于第一預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。
[0036]通過本發(fā)明提供的一種無人機(jī)的懸停定位裝置，首先在無人機(jī)處于懸停狀態(tài)后，鏡頭朝下初次拍攝特定區(qū)域的圖像，并根據(jù)該特定區(qū)域的圖像確定多個(gè)特征物體，以及通過在所述特定區(qū)域的圖像中建立坐標(biāo)系確定該多個(gè)特征物體的初始坐標(biāo)，從而確定每個(gè)特征物體的初始位置;然后按照周期繼續(xù)拍攝同一特定區(qū)域的圖像，確定所述同一特定區(qū)域的圖像中的與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的多個(gè)特征物體，以及通過在所述同一特定區(qū)域的圖像中建立與所述初次拍攝特定區(qū)域的圖像中相同的坐標(biāo)系確定所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)當(dāng)確定多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初始坐標(biāo)的變化位于第一預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)，調(diào)整無人機(jī)的方向，使得該無人機(jī)在下一次拍攝的同一特定區(qū)域的圖像中的所述多個(gè)特征物體的坐標(biāo)與初