一种无人机导航的方法、装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机导航的方法、装置以及系统，通过获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；分别提取上述目标区域图像的特征点；对上述特征点进行检测和匹配操作，根据上述特征点对上述目标区域图像进行三维重建，得出包含目标区域的三维坐标信息的三维模型；根据预设的飞行路线以及上述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使上述无人机根据上述飞行模型进行导航。基于获取的目标区域图像，利用图像处理技术确定出无人机的在目标区域的飞行路线，不会受到不稳定因素的干扰，具有较高的抗干扰性。可见，本申请有利于提高无人机导航的稳定性。

Method, device and system for navigation of unmanned aerial vehicle

The invention discloses a method, device and system for UAV navigation, by acquiring the set in no binocular image acquisition device of the target image on the computer; extracted feature points above the target area of the image; detecting and matching operation of the feature point, the feature points in 3D reconstruction of the the target region of the image, the 3D model with three-dimensional coordinate information of the target area; according to the preset flight path and the 3D model, set up the flight model including flight route information, to make the UAV according to the flight model for navigation. Based on the acquired target area image, the flight path of the UAV in the target area is determined by image processing technology, and it is not disturbed by unstable factors, and has high anti-interference. Therefore, this application is beneficial to improve the stability of UAV navigation.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机导航的方法、装置以及系统
本专利技术涉及无人机
，特别是涉及一种无人机导航的方法、装置以系统。
技术介绍
随着无人机技术的发展进步，植保无人机也得到了快速的发展。植保无人机具有体积较小、飞行调校短、飞行效率高以及作业成本低等诸多优点。相对于传统人工喷洒农药，植保无人机可以轻易对较高农作物进行农药喷洒；而相对于有人飞机农药喷洒作业，植保无人机具备可以适应小块农田的特点。现有的无人机导航技术主要是GPS导航，即利用实时获取无人机的地理位置信息，根据地理位置信息进行实时导航。应用于植保无人机的GPS导航技术，一般首先需要获取农田的GPS数据，然后根据得到的GPS数据进行导航。但是，GPS信号的强度、精度主要是由卫星数量和接收机的质量等因素决定的，进一步地，GPS信号的强度和精度也对无人机导航有一定的干扰，使得无人机导航的稳定性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无人机导航的方法、装置以及系统，目的在于解决现有技术中无人机利用GPS导航使得导航的稳定性较低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种无人导航的方法，该方法包括：获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；分别提取所述目标区域图像的特征点；对所述特征点进行检测和匹配操作，根据所述特征点对所述目标区域图像进行三维重建，得出包含目标区域的三维坐标信息的三维模型；根据预设的飞行路线以及所述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。可选地，所述根据预设的飞行路线以及所述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航包括：根据所述三维坐标信息，计算得出所述目标区域所在平面的模型；获取人为选取的所述飞行路线，所述飞行路线包括飞行轨迹以及飞行高度；根据所述飞行路线以及所述模型，建立包含所述飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。可选地，所述分别提取所述目标区域图像的特征点包括：构造所述目标区域图像的尺度空间；检测所述尺度空间内的所有特征点；去除所述特征点中抗干扰性弱的特征点；确定剩余的所述特征点的主方向；生成剩余的所述特征点的描述子。可选地，所述获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像包括：在所述无人机上的所述双目图像采集装置采集所述目标区域图像之后，接收所述无人机通过通信链路发送的所述目标区域图像。此外，本专利技术还提供了一种无人机导航的装置，该装置包括：获取模块，用于获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；提取模块，用于分别提取所述目标区域图像的特征点；三维重建模块，用于对所述特征点进行检测和匹配操作，根据所述特征点对所述目标区域图像进行三维重建，得出包含目标区域的三维坐标信息的三维模型；飞行模型建立模块，用于根据预设的飞行路线以及所述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。可选地，所述飞行模型建立模块包括：模型建立单元，用于根据所述三维坐标信息，计算得出所述目标区域所在平面的模型；获取单元，用于获取人为选取的所述飞行路线，所述飞行路线包括飞行轨迹以及飞行高度；建立单元，用于根据所述飞行路线以及所述模型，建立包含所述飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。可选地，所述提取模块包括：构造单元，用于构造所述目标区域图像的尺度空间；检测单元，用于检测所述尺度空间内的所有特征点；去除单元，用于去除所述特征点中抗干扰性弱的特征点；确定单元，用于确定剩余的所述特征点的主方向；生成单元，用于生成剩余的所述特征点的描述子。可选地，所述获取模块包括：接收单元，用于在所述无人机上的所述双目图像采集装置采集所述目标区域图像之后，接收所述无人机通过通信链路发送的所述目标区域图像。本专利技术还提供了一种无人机导航的系统，该系统包括：双目图像采集装置，设置于无人机上，用于采集目标区域图像；图像处理装置，用于获取所述目标区域图像；分别提取所述目标区域图像的特征点；对所述特征点进行检测和匹配操作，根据所述特征点对所述目标区域图像进行三维重建，得出包含目标区域的三维坐标信息的三维模型；根据预先人为选取的飞行路线以及所述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。本专利技术所提供的一种无人机导航的方法、装置以及系统，通过获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；分别提取上述目标区域图像的特征点；对上述特征点进行检测和匹配操作，根据上述特征点对上述目标区域图像进行三维重建，得出包含目标区域的三维坐标信息的三维模型；根据预设的飞行路线以及上述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使上述无人机根据上述飞行模型进行导航。基于获取的目标区域图像，利用图像处理技术确定出无人机的在目标区域的飞行路线，不会受到不稳定因素的干扰，具有较高的抗干扰性。可见，本申请有利于提高无人机导航的稳定性。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的无人机导航方法的一种具体实施方式的流程示意图；图2为本专利技术实施例所提供的无人机导航装置的结构示意框图；图3为本专利技术实施例所提供的无人机导航系统的系统结构示意框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，图1为本专利技术实施例所提供的无人机导航方法的一种具体实施方式的流程示意图，该方法包括以下步骤：步骤101：获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；需要说明的是，上述双目图像采集装置可以是指双目摄像头，也可以为其它类型的双目图像采集装置。上述目标区域图像可以是指无人机导航区域的图像，例如，当无人机为植保无人机时，目标区域图像可以是指某一块农田的整体图像；当然，上述目标区域图像并不限于上述所提及的。而上述目标区域图像的数量可以是2幅或者是2幅以上。可以理解的是，双目图像采集装置设置于无人机上，当双目图像采集装置到图像后，可以通过通信链路返回所采集的图像。在本专利技术的一些实施例中，其过程可以具体为：在所述无人机上的所述双目图像采集装置采集所述目标区域图像之后，接收所述无人机通过通信链路发送的所述目标区域图像。具体地，控制无人机飞行到目标区域的正上方，使得双目图像采集装置可以拍摄到目标区域的整体区域，并保持双目图像采集装置的主光轴垂直于地面，例如，保持摄像头的主光轴垂直于地面，且摄像头无畸变。双目图像采集装置采集目标区域的整体图像，例如，采集两幅目标区域的图像，所采集的图像为不同角度的图像，即所采集的两幅图像为同一目标区域的不同角度的两幅图像。在图像采集完成后，可以通过无人机和上位机之间的通信链路传输所采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机导航的方法，其特征在于，包括：获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；分别提取所述目标区域图像的特征点；对所述特征点进行检测和匹配操作，根据所述特征点对所述目标区域图像进行三维重建，得出包含目标区域的三维坐标信息的三维模型；根据预设的飞行路线以及所述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。

【技术特征摘要】
1.一种无人机导航的方法，其特征在于，包括：获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；分别提取所述目标区域图像的特征点；对所述特征点进行检测和匹配操作，根据所述特征点对所述目标区域图像进行三维重建，得出包含目标区域的三维坐标信息的三维模型；根据预设的飞行路线以及所述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的飞行路线以及所述三维模型，建立包含飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航包括：根据所述三维坐标信息，计算得出所述目标区域所在平面的模型；获取人为选取的所述飞行路线，所述飞行路线包括飞行轨迹以及飞行高度；根据所述飞行路线以及所述模型，建立包含所述飞行路线信息的飞行模型，以使所述无人机根据所述飞行模型进行导航。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别提取所述目标区域图像的特征点包括：构造所述目标区域图像的尺度空间；检测所述尺度空间内的所有特征点；去除所述特征点中抗干扰性弱的特征点；确定剩余的所述特征点的主方向；生成剩余的所述特征点的描述子。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像包括：在所述无人机上的所述双目图像采集装置采集所述目标区域图像之后，接收所述无人机通过通信链路发送的所述目标区域图像。5.一种无人机导航的装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取设置于无人机上的双目图像采集装置采集的目标区域图像；提取模块，用于分别提取所述目标区域图像的特征点；三维重建模块，用于对所述特征点进行检测和匹配操作，根据所述特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：游天乐，孙实超，黎丹，张涵，汤云骏，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44