无人飞行器的航线生成及定位方法、装置及无人飞行器制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种无人飞行器的航线生成及定位方法、装置及无人飞行器，其中所述航线生成方法可以包括：获取地图数据；从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据；从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息；基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息。本发明专利技术实施例的航线规划的过程无需GPS的参与，使得无人飞行器能够在无GPS信号或者GPS信号有遮挡的情况下仍然可以进行航线规划，降低了无人飞行器对GPS的依赖程度，丰富了无人飞行器的航线规划以及导航功能。

【技术实现步骤摘要】
无人飞行器的航线生成及定位方法、装置及无人飞行器
本专利技术涉及无人飞行器
，特别是涉及一种无人飞行器的航线生成方法、一种定位的方法、一种无人飞行器的航线生成装置、一种无人飞行器、一种飞行器以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
无人驾驶飞机简称无人机(UnmannedAerialVehicle，简称UAV)，是一种不载人飞机。无人机的用途广泛，经常被应用于植保、城市管理、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业。无人机所要进行作业的航线任务，是对作业区域中的作业对象根据一定规则进行航线规划后得到的航线信息，该作业区域可以为一系列的GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)坐标所构成的闭合区域。无人机获得航线信息后，在执行作业的过程中，也需要通过定位来获得自身的位置，在现有技术中，可以基于GPS或者更高精度的RTK(Real-timekinematic，实时动态差分法)-GPS给无人机提供一个位置参考。可见，现有技术的航线规划以及作业过程，都是基于GPS而工作的，极大的依赖于GPS，一旦在无GPS信号或者有遮挡的情况下，无人机将无法正常工作。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种无人飞行器的航线生成方法、一种定位的方法和相应的一种无人飞行器的航线生成装置、一种无人飞行器、一种飞行器以及一种计算机可读存储介质。为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种无人飞行器的航线生成方法，所述方法包括：获取地图数据；从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据；从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息；基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息。优选地，所述从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据的步骤包括：获取在所述地图数据中标记的多个测量点；将所述多个测量点围成的闭合区域进行图像切割，得到作业区域地图数据。优选地，所述第一特征信息至少包括特征点、特征点对应的特征描述子以及特征点对应的特征字典，所述从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息的步骤包括：将所述作业区域地图数据切分成多个区块数据；分别从每个区块数据中提取预设数量的特征点；生成所述特征点对应的特征描述子；生成所述特征点对应的特征字典。优选地，所述无人飞行器包括机载相机，所述航迹信息包括航点以及航点的属性信息；所述基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息的步骤包括：对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得多个航点；分别获取所述航点的三维坐标数据；针对每个航点，以所述航点的像素坐标为中心，采集所述机载相机的视场角所能覆盖的区域的特征描述子以及特征字典，生成特征集合；将所述三维坐标数据以及所述特征集合组织成所述航点的属性信息。优选地，在所述航迹信息中，两个航点间的间距由机载相机连续采集的两张图像的重叠度确定。优选地，所述分别获取所述航点的三维坐标数据的步骤包括：获取所述航点对应的像素的地理位置坐标，作为平面坐标；获取所述航点对应的像素的高度；获取规划时所述无人飞行器相对于地面的对地高度；将所述高度以及所述对地高度的和，作为高度坐标。本专利技术实施例还公开了一种定位的方法，应用于无人飞行器中，所述无人飞行器包括机载相机，所述方法包括：获取航迹信息，所述航迹信息包括多个航点的属性信息；获取所述机载相机按照预设间隔采集的实时图像数据；基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，确定所述无人飞行器当前的位置信息。优选地，所述基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，确定所述无人飞行器当前的位置信息的步骤包括：基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，判断所述无人飞行器是否偏离所述航迹信息对应的航线；若所述无人飞行器没有偏离所述航线，则获取所述无人飞行器的临时定位信息；基于所述临时定位信息，确定所述无人飞行器当前的位置信息。优选地，所述属性信息包括所述航点关联的特征集合，所述特征集合包括多个特征点以及每个特征点对应的第一特征字典；所述基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，判断所述无人飞行器是否偏离所述航迹信息对应的航线的步骤包括：从所述实时图像数据中提取第二特征信息，所述第二特征信息包括第二特征字典；计算所述第二特征字典与所述特征集合中每个第一特征字典的匹配度；若不存在匹配度大于预设阈值的第一特征字典，则判定所述无人飞行器偏离所述航迹信息对应的航线。优选地，所述获取所述无人飞行器的临时定位信息的步骤包括：若存在匹配度大于预设阈值的第一特征字典，则获取所述匹配度大于预设阈值的第一特征字典对应的特征点，并将所述特征点确定的区域，作为所述无人飞行器的临时定位信息。优选地，所述特征集合还包括每个特征点对应的第一特征描述子，所述第二特征信息包括第二特征描述子，所述基于所述临时定位信息，确定所述无人飞行器当前的位置信息的步骤包括：基于所述临时定位信息确定邻域航点，并获取所述邻域航点关联的第一特征描述子；将所述第二特征描述子与所述第一特征描述子进行匹配，确定匹配的特征点序列；基于所述匹配的特征点序列，确定所述无人飞行器当前的位置信息。优选地，所述基于所述匹配的特征点序列，确定所述无人飞行器当前的位置信息的步骤包括：采用预设的定位算法对所述匹配的特征点序列进行计算，确定所述无人飞行器当前的位置信息。优选地，所述方法还包括：确定所述当前的位置信息与所述航迹信息的位置偏移量；基于所述位置偏移量对所述当前的位置信息进行修正。本专利技术实施例还公开了一种无人飞行器的航线生成装置，所述装置包括：地图数据获取模块，用于获取地图数据；作业区域地图数据获取模块，用于从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据；第一特征信息获取模块，用于从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息；航线规划模块，用于基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息。优选地，所述作业区域地图数据获取模块包括：测量点标记子模块，用于获取在所述地图数据中标记的多个测量点；图像切割子模块，用于将所述多个测量点围成的闭合区域进行图像切割，得到作业区域地图数据。优选地，所述第一特征信息至少包括特征点、特征点对应的特征描述子以及特征点对应的特征字典，所述第一特征信息获取模块包括：地图切分子模块，用于将所述作业区域地图数据切分成多个区块数据；特征点提取子模块，用于分别从每个区块数据中提取预设数量的特征点；特征描述子生成子模块，用于生成所述特征点对应的特征描述子；特征字典生成子模块，用于生成所述特征点对应的特征字典。优选地，所述无人飞行器包括机载相机，所述航迹信息包括航点以及航点的属性信息；所述航线规划模块包括：规划子模块，用于对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得多个航点；三维坐标数据获取子模块，用于分别获取所述航点的三维坐标数据；特征集合获取子模块，用于针对每个航点，以所述航点的像素坐标为中心，采集所述机载相机的视场角所能覆盖的区域的特征描述子以及特征字典，生成特征集合；组织子模块，用于将所述三维坐标数据以及所述特征集合组织成所述航点的属性信息。优选地，在所述航迹信息中，两个航点间的间距由机载相机连续采集的两张图像的重叠度确定。优选地，所述三维坐标数据获取子模块包括：平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人飞行器的航线生成方法，其特征在于，所述方法包括：获取地图数据；从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据；从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息；基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息。

【技术特征摘要】
1.一种无人飞行器的航线生成方法，其特征在于，所述方法包括：获取地图数据；从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据；从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息；基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据的步骤包括：获取在所述地图数据中标记的多个测量点；将所述多个测量点围成的闭合区域进行图像切割，得到作业区域地图数据。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一特征信息至少包括特征点、特征点对应的特征描述子以及特征点对应的特征字典，所述从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息的步骤包括：将所述作业区域地图数据切分成多个区块数据；分别从每个区块数据中提取预设数量的特征点；生成所述特征点对应的特征描述子；生成所述特征点对应的特征字典。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无人飞行器包括机载相机，所述航迹信息包括航点以及航点的属性信息；所述基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息的步骤包括：对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得多个航点；分别获取所述航点的三维坐标数据；针对每个航点，以所述航点的像素坐标为中心，采集所述机载相机的视场角所能覆盖的区域的特征描述子以及特征字典，生成特征集合；将所述三维坐标数据以及所述特征集合组织成所述航点的属性信息。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述航迹信息中，两个航点间的间距由机载相机连续采集的两张图像的重叠度确定。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述分别获取所述航点的三维坐标数据的步骤包括：获取所述航点对应的像素的地理位置坐标，作为平面坐标；获取所述航点对应的像素的高度；获取规划时所述无人飞行器相对于地面的对地高度；将所述高度以及所述对地高度的和，作为高度坐标。7.一种定位的方法，应用于无人飞行器中，其特征在于，所述无人飞行器包括机载相机，所述方法包括：获取航迹信息，所述航迹信息包括多个航点的属性信息；获取所述机载相机按照预设间隔采集的实时图像数据；基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，确定所述无人飞行器当前的位置信息。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，确定所述无人飞行器当前的位置信息的步骤包括：基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，判断所述无人飞行器是否偏离所述航迹信息对应的航线；若所述无人飞行器没有偏离所述航线，则获取所述无人飞行器的临时定位信息；基于所述临时定位信息，确定所述无人飞行器当前的位置信息。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述属性信息包括所述航点关联的特征集合，所述特征集合包括多个特征点以及每个特征点对应的第一特征字典；所述基于所述航迹信息以及所述实时图像数据，判断所述无人飞行器是否偏离所述航迹信息对应的航线的步骤包括：从所述实时图像数据中提取第二特征信息，所述第二特征信息包括第二特征字典；计算所述第二特征字典与所述特征集合中每个第一特征字典的匹配度；若不存在匹配度大于预设阈值的第一特征字典，则判定所述无人飞行器偏离所述航迹信息对应的航线。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取所述无人飞行器的临时定位信息的步骤包括：若存在匹配度大于预设阈值的第一特征字典，则获取所述匹配度大于预设阈值的第一特征字典对应的特征点，并将所述特征点确定的区域，作为所述无人飞行器的临时定位信息。11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述特征集合还包括每个特征点对应的第一特征描述子，所述第二特征信息包括第二特征描述子，所述基于所述临时定位信息，确定所述无人飞行器当前的位置信息的步骤包括：基于所述临时定位信息确定邻域航点，并获取所述邻域航点关联的第一特征描述子；将所述第二特征描述子与所述第一特征描述子进行匹配，确定匹配的特征点序列；基于所述匹配的特征点序列，确定所述无人飞行器当前的位置信息。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基于所述匹配的特征点序列，确定所述无人飞行器当前的位置信息的步骤包括：采用预设的定位算法对所述匹配的特征点序列进行计算，确定所述无人飞行器当前的位置信息。13.根据权利要求7-12中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定所述当前的位置信息与所述航迹信息的位置偏移量；基于所述位置偏移量对所述当前的位置信息进行修正。14.一种无人飞行器的航线生成装置，其特征在于，所述装置包括：地图数据获取模块，用于获取地图数据；作业区域地图数据获取模块，用于从所述地图数据中提取待作业的作业区域地图数据；第一特征信息获取模块，用于从所述作业区域地图数据中获取第一特征信息；航线规划模块，用于基于所述第一特征信息，对所述作业区域地图数据进行航线规划，获得航迹信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，
申请(专利权)人：广州极飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44