无人机定位方法、控制方法、装置及无人机集群制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种无人机定位方法、控制方法、装置及无人机集群。方法包括：获取视觉传感器采集的包含特征光点的图像；根据特征光点在图像中的坐标变化，确定出无人机的飞行速度；根据无人机的预设起始位置，所述惯导组件测得的惯性参数和所述飞行速度，确定出无人机的位置。通过视觉传感器采集包含设置找空间中的特征光点图像，可以确定出无人机的飞行速度。那么再根据预设起始位置、确定出的飞行速度和采集的惯性参数可以进一步确定无人机的位置，故实现了无需卫星定位信号也可以进行定位，进而实现在卫星定位信号不稳定或者无法接收到卫星定位信号时，无人机的飞行也不会受限。

UAV Location Method, Control Method, Device and UAV Cluster

【技术实现步骤摘要】
无人机定位方法、控制方法、装置及无人机集群
本申请涉及无人机定位
，具体而言，涉及一种无人机定位方法、控制方法、装置及无人机集群。
技术介绍
无人机上定位模块可以获取卫星定位信号，例如GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)信号，并利用卫星定位信来定位自身的位置。一旦无人机的卫星定位信不稳定或者无法接收到卫星定位信，无人机则无法实现准确的定位甚至无法定位，从而使得无人机飞行受限。
技术实现思路
本申请在于提供一种无人机定位方法、控制方法、装置及无人机集群，以实现不依赖卫星定位信号，也可以对无人机进行定位。第一方面，本申请实施例提供了一种无人机定位方法，无人机上设有视觉传感器和惯导组件，空间中设有特征光点，所述方法包括：获取所述视觉传感器采集的包含所述特征光点的图像；根据所述特征光点在所述图像中的坐标变化，确定出所述无人机的飞行速度；根据所述无人机的预设起始位置，所述惯导组件测得的惯性参数和所述飞行速度，确定出所述无人机的位置。在本申请实施例中，通过视觉传感器采集包含设置在空间中的特征光点的图像，可以确定出无人机的飞行速度。那么再根据预设起始位置、确定出的飞行速度和采集的惯性参数可以进一步确定无人机的位置，故实现了无需卫星定位信号也可以进行定位，进而实现在卫星定位信号不稳定或者无法接收到卫星定位信号时，无人机的飞行也不会受限。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述无人机为无人机集群中的主机，所述无人机集群中还包括僚机，所述方法还包括：接收所述僚机发送的所述僚机的位置和所述僚机相对于所述无人机的相对位置；根据预设关系式、所述无人机的位置、所述僚机的位置和所述相对位置，确定出所述无人机的位置与实际位置之间的误差，以及确定出所述无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差。在本申请实施例中，由于可以利用僚机的位置和僚机相对于无人机的相对位置，确定出无人机的位置与实际位置之间的误差，以及确定出无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差，进一步提高了无人机的定位精度。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述预设关系式包括：其中，x表示三维空间中的x轴方向，y表示所述三维空间中的y轴方向，z表示所述三维空间中的z轴方向，为所述无人机的位置，为第N架所述僚机的位置，为第N架所述僚机的所述相对位置，δxm、δym、δzm为所述无人机的位置与实际位置之间的误差，为所述无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差，δxiN、δyiN、δziN为第N架所述僚机的位置与实际位置之间的误差，为第N架所述僚机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差。在本申请实施例中，在预设关系式中，每个僚机的数据都参与了计算，使得每个僚机的数据都可以对无人机的位置与实际位置之间的误差确定形成影响，以及使得每个僚机的数据也可以对无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差确定形成影响，从而使得误差的确定更加准确。第二方面，本申请实施例提供了一种无人机控制方法，无人机集群中的主机上设有多个特征光点，所述无人机集群还包含僚机，所述僚机上设有视觉传感器，所述方法包括：获取所述视觉传感器采集的包含所述多个特征光点的图像；根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，确定出所述僚机相对于所述主机的相对飞行姿态和相对位置；根据所述相对飞行姿态调整所述僚机的飞行姿态，以及根据所述相对位置调整所述僚机的位置。在本申请实施例中，通过僚机上的视觉传感器采集包含设置在主机上的多个特征光点的图像，则可以利用特征光点在主机上的预设坐标，以及根据特征光点在图像中的坐标，确定出僚机相对于主机的相对飞行姿态和相对位置，实现了无需卫星定位信号也可以对僚机进行定位。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，确定出所述僚机相对于所述主机的相对飞行姿态和相对位置，包括：根据预设关系式，根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，预估出所述僚机相对于所述主机最优的相对飞行姿态和最优的相对位置。在本申请实施例中，由于可以利用关系式，预估出僚机相对于主机最优的相对飞行姿态和最优的相对位置，进一步提高了僚机的定位精度。结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述预设关系式包括：其中，(bi，ri)T表示第i个所述特征光点在所述图像上的坐标，(Xi,Yi,Zi)T表示第i个所述预设坐标，矩阵表示所述相对飞行姿态，(x,y,z)T表示所述相对位置。在本申请实施例中，由于在预设关系中，每个特征光点在图像上的坐标都参与了计算，故使得计算出的相对飞行姿态和相对位置更为准确。第三方面，本申请实施例提供了一种无人机定位装置，无人机上设有视觉传感器和惯导组件，空间中设有特征光点，所述装置包括：图像获取模块，用于获取所述视觉传感器采集的包含所述特征光点的图像；位置确定模块，用于根据所述特征光点在所述图像中的坐标变化，确定出所述无人机的飞行速度；以及，还用于根据所述无人机的预设起始位置，所述惯导组件测得的惯性参数和所述飞行速度，确定出所述无人机的位置。结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述无人机为无人机集群中的主机，所述无人机集群中还包括僚机；所述位置确定模块，还用于接收所述僚机发送的所述僚机的位置和所述僚机相对于所述无人机的相对位置；根据预设关系式、所述无人机的位置、所述僚机的位置和所述相对位置，确定出所述无人机的位置与实际位置之间的误差，以及确定出所述无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差。结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述预设关系式包括：其中，x表示三维空间中的x轴方向，y表示所述三维空间中的y轴方向，z表示所述三维空间中的z轴方向，为所述无人机的位置，为第N架所述僚机的位置，为第N架所述僚机的所述相对位置，δxm、δym、δzm为所述无人机的位置与实际位置之间的误差，为所述无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差，δxiN、δyiN、δziN为第N架所述僚机的位置与实际位置之间的误差，为第N架所述僚机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差。第四方面，本申请实施例提供了一种无人机控制装置，无人机集群中的主机上设有多个特征光点，所述无人机集群还包含僚机，所述僚机上设有视觉传感器，所述装置包括：图像获取模块，用于获取所述视觉传感器采集的包含所述多个特征光点的图像；位置确定模块，用于根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，确定出所述僚机相对于所述主机的相对飞行姿态和相对位置；位置调整模块，用于根据所述相对飞行姿态调整所述僚机的飞行姿态，以及根据所述相对位置调整所述僚机的位置。结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，确定出所述僚机相对于所述主机的相对飞行姿态和相对位置，包括：根据预设关系式，根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机定位方法，其特征在于，无人机上设有视觉传感器和惯导组件，空间中设有特征光点，所述方法包括：获取所述视觉传感器采集的包含所述特征光点的图像；根据所述特征光点在所述图像中的坐标变化，确定出所述无人机的飞行速度；根据所述无人机的预设起始位置，所述惯导组件测得的惯性参数和所述飞行速度，确定出所述无人机的位置。

【技术特征摘要】
1.一种无人机定位方法，其特征在于，无人机上设有视觉传感器和惯导组件，空间中设有特征光点，所述方法包括：获取所述视觉传感器采集的包含所述特征光点的图像；根据所述特征光点在所述图像中的坐标变化，确定出所述无人机的飞行速度；根据所述无人机的预设起始位置，所述惯导组件测得的惯性参数和所述飞行速度，确定出所述无人机的位置。2.根据权利要求1所述的无人机定位方法，其特征在于，所述无人机为无人机集群中的主机，所述无人机集群中还包括僚机，所述方法还包括：接收所述僚机发送的所述僚机的位置和所述僚机相对于所述无人机的相对位置；根据预设关系式、所述无人机的位置、所述僚机的位置和所述相对位置，确定出所述无人机的位置与实际位置之间的误差，以及确定出所述无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差。3.根据权利要求2所述的无人机定位方法，其特征在于，所述预设关系式包括：其中，x表示三维空间中的x轴方向，y表示所述三维空间中的y轴方向，z表示所述三维空间中的z轴方向，为所述无人机的位置，为第N架所述僚机的位置，为第N架所述僚机的所述相对位置，δxm、δym、δzm为所述无人机的位置与实际位置之间的误差，为所述无人机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差，δxiN、δyiN、δziN为第N架所述僚机的位置与实际位置之间的误差，为第N架所述僚机的飞行速度与实际飞行速度之间的误差。4.一种无人机控制方法，其特征在于，无人机集群中的主机上设有多个特征光点，所述无人机集群还包含僚机，所述僚机上设有视觉传感器，所述方法包括：获取所述视觉传感器采集的包含所述多个特征光点的图像；根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，确定出所述僚机相对于所述主机的相对飞行姿态和相对位置；根据所述相对飞行姿态调整所述僚机的飞行姿态，以及根据所述相对位置调整所述僚机的位置。5.根据权利要求4所述的无人机控制方法，其特征在于，根据每个所述特征光点在所述主机上的预设坐标，以及根据每个所述特征光点在所述图像中的坐标，确定出所述僚机相对于所述主机的相对飞行姿态和相对位置，包括：根据预设关系式，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉璞，牟东，青泽，叶海福，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51