一种无人机导航方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机导航方法及装置，提高了无人机导航的精准度。所述无人机导航方法，包括：获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在所述起始点进行拍照，获得拍摄图片，其中，所述拍摄图片包含目标图像；对所述拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得所述目标图像的轮廓坐标点集合；根据所述坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标；根据所述起始点的坐标以及GPS坐标和所述目标点的坐标，确定所述目标点的GPS坐标；根据所述起始点的GPS坐标与所述目标点的GPS坐标，确定飞行至所述目标点的飞行方向。

Navigation method and device for unmanned aerial vehicle

The invention discloses an unmanned aerial vehicle navigation method and device, which improves the navigation precision of the unmanned aerial vehicle. The UAV navigation method, including: obtaining the current position coordinates, as the starting point, and was photographed in the starting point, to get pictures, among them, the picture contains the target image; the image edge feature extraction, get set outline coordinates of the target image. According to the coordinates of each point coordinates; the coordinates of the points contained in the collection, to determine the coordinates of target; according to the coordinates of the starting point of the coordinate and GPS coordinate and the target point, determine GPS coordinates the target point; according to the GPS coordinate GPS coordinates of the initial point and the target point determine the direction of flight, flight to the target point.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机导航方法及装置
本专利技术涉及导航
，尤其涉及一种无人机导航方法及装置。
技术介绍
导航技术是无人机最关键和重要的技术之一，无人机导航是按照要求的精度，沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机到达目的地。现有的地理信息辅助导航技术大多需要借助外部地理信息数据库、相关厂商提供外部数据接口或全局GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)地理信息辅助，精准度较差，并且在一些需要无人机自动化作业的局部环境中，如局部的明显地标、环境等，大范围的地理信息数据库有时无法提供有效信息，只能依靠人力控制进行作业，如沿线灌溉、沿线巡逻、绕飞作业等，即使其可以提供广义上的GPS定位信号，但对待特殊化的作业，却没有一种通用的自动化导航作业模式。因此，如何提高无人机导航的精准度，是现有技术亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
本专利技术公开了一种无人机导航方法及装置，用以解决现有无人机导航技术精准度较差的问题。本专利技术实施例提供了一种无人机导航方法，包括：获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在所述起始点进行拍照，获得拍摄图片，其中，所述拍摄图片包含目标图像；对所述拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得所述目标图像的轮廓坐标点集合；根据所述坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标；根据所述起始点的坐标以及GPS坐标和所述目标点的坐标，确定所述目标点的GPS坐标；根据所述起始点的GPS坐标与所述目标点的GPS坐标，确定飞行至所述目标点的飞行方向。本专利技术实施例提供了一种无人机导航装置，包括：获取单元，用于获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在所述起始点进行拍照，获得拍摄图片，其中，所述拍摄图片包含目标图像；特征提取单元，用于对所述拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得所述目标图像的轮廓坐标点集合；第一确定单元，用于根据所述坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标；第二确定单元，用于根据所述起始点的坐标以及GPS坐标和所述目标点的坐标，确定所述目标点的GPS坐标；第三确定单元，用于根据所述起始点的GPS坐标与所述目标点的GPS坐标，确定飞行至所述目标点的飞行方向。本专利技术的有益效果包括：本专利技术实施例提供的无人机导航方法及装置中，无人机获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在该起始点进行拍照，获得拍摄图片，所述拍摄图片包含目标图像，对该拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得目标图像的轮廓坐标点集合，根据轮廓坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标，再根据起始点的坐标以及GPS坐标和目标点的坐标确定目标点的GPS坐标，根据起始点的GPS坐标与目标点的GPS坐标确定飞行至该目标点的飞行方向，使得无人机按照确定的每一目标点按次序飞行至终止目标点，从而提高了无人机导航的精准度。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例中，无人机沿河流巡线跟踪的河流线路示意图；图2为本专利技术实施例中，无人机的图像采集设备获得拍摄图片的方法示意图；图3为本专利技术实施例中，无人机的图像采集设备获得的拍摄图片的平面示意图；图4为本专利技术实施例中，无人机导航方法的实施流程示意图；图5为本专利技术实施例中，无人机获得目标图像的轮廓坐标点集合的实施流程示意图；图6为本专利技术实施例中，利用边缘检测算法提取拍摄图片的边缘特征信息后的特征图；图7为本专利技术实施例中，无人机导航装置的结构示意图。具体实施方式本专利技术公开了一种无人机导航方法及装置，提高了无人机导航的精确性。本专利技术实施例提供的无人机导航方法的实施原理是：无人机获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在该起始点进行拍照，获得拍摄图片，所述拍摄图片包含目标图像，对该拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得目标图像的轮廓坐标点集合，根据轮廓坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标，再根据起始点的坐标以及GPS坐标和目标点的坐标确定目标点的GPS坐标，根据起始点的GPS坐标与目标点的GPS坐标确定飞行至该目标点的飞行方向，使得无人机按照确定的每一目标点按次序飞行至终止目标点，从而提高了无人机导航的精准度。以下结合说明书附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，并且在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。首先参考图1，以无人机沿河流巡线跟踪为例，图1中由A点到B点示出的白色曲线区域为河流线路，在飞行过程中，无人机与地面始终保持同一高度Z，无人机从用户设置的初始时的起始点A点正上方Z高度处沿河流巡线跟踪，飞行至用户设置的终止点B点正上方Z高度处结束跟踪，无人机初始飞行方向由用户预先设定，默认为由A点指向B点的方向无人机获取当前位置的坐标点，作为起始点，初始时的起始点为用户设置的A点，初始时，无人机以A点为中心点利用图像采集设备进行拍照，获得拍摄图片，如图2所示，无人机的图像采集设备11以A点为中心点，以平行于河流路线的方向进行拍照，得到拍摄图片12，如图3所示，其为通过图2的方式获得的拍摄图片12的平面示意图，此拍摄图片12中包含目标图像，包含如图1中河流线路的一段，对拍摄图像12进行边缘特征信息提取，获得目标图像的轮廓坐标点集合，其中，目标图像为无人机巡线飞行的路线的一部分，即河流路线的一段，如图3中白色区域所示，再根据上述轮廓坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点A'的坐标如图6中所示，根据起始点A的坐标以及GPS坐标和目标点A'的坐标，确定目标点A'的GPS坐标，无人机根据起始点A的GPS坐标以及目标点A'的GPS坐标，确定飞行至该目标点A'的飞行方向后，飞行至该目标点A'，当无人机飞行至目标点A'以后，将目标点A'更新为起始点，再以A'点为中心点进行拍照，获得拍摄图片，再确定下一目标点，直至无人机根据确定的每一目标点沿河流线路飞行至终止点B点后停止飞行。需要说明的是，无人机的图像采集设备可以为相机等一切具备图像采集功能的设备，对此，本专利技术实施例不作限定，且图像采集设备进行图像采集时，始终以与跟踪的目标路线平行的方向进行采集，无人机与地面的高度的设置，需使得图像采集设备采集到的图像包含目标图像的轮廓，如无人机沿河流飞行时的一段河流的轮廓。本专利技术实施例提供的无人机导航方法适用于能够识别边缘特征的景观，例如具有明显界限的绿化带、石油管道、平原等地方的河流、道路等等。如图4所示，其为本专利技术实施例提供的无人机导航方法的实施流程示意图，可以包括以下步骤：S21、获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在所述起始点进行拍照，获得拍摄图片，其中，所述拍摄图片包含目标图像。具体实施时，无人机获取其当前位置的坐标点，作为起始点，以所述起始点为中心点进行拍照，获得拍摄图片，即起始点为获得的拍摄图片的中心点，拍摄图片包含目标图像，目标图像为无人机沿线飞行的线路中的一段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机导航方法，其特征在于，包括：获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在所述起始点进行拍照，获得拍摄图片，其中，所述拍摄图片包含目标图像；对所述拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得所述目标图像的轮廓坐标点集合；根据所述坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标；根据所述起始点的坐标以及GPS坐标和所述目标点的坐标，确定所述目标点的GPS坐标；根据所述起始点的GPS坐标与所述目标点的GPS坐标，确定飞行至所述目标点的飞行方向。

【技术特征摘要】
1.一种无人机导航方法，其特征在于，包括：获取当前位置的坐标点，作为起始点，并在所述起始点进行拍照，获得拍摄图片，其中，所述拍摄图片包含目标图像；对所述拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得所述目标图像的轮廓坐标点集合；根据所述坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标；根据所述起始点的坐标以及GPS坐标和所述目标点的坐标，确定所述目标点的GPS坐标；根据所述起始点的GPS坐标与所述目标点的GPS坐标，确定飞行至所述目标点的飞行方向。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，初始时的飞行方向采用用户预设的飞行方向；以及对所述拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得目标图像的轮廓坐标点集合，具体包括：根据当前飞行方向，获得与所述当前飞行方向垂直的参考方向；根据所述参考方向以及所述起始点，将所述拍摄图片划分为第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为所述当前飞行方向指向的区域；利用边缘检测算法，对所述拍摄图片进行边缘特征信息提取，获得所述第一区域内目标图像的轮廓坐标点集合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述坐标点集合中包含的各个坐标点的坐标，确定目标点的坐标，包括：计算所述坐标点集合中所有坐标点的平均坐标；确定所述平均坐标为所述目标点的坐标。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述起始点的坐标以及GPS坐标和所述目标点的坐标，确定所述目标点的GPS坐标，具体包括：按照下述方式确定所述目标点的GPS坐标：其中：(x,y)表示所述起始点的坐标，w表示所述拍摄图片的长度值，h表示所述拍摄图片的宽度值；(X,Y,Z)表示所述起始点的GPS坐标；(x',y')表示所述目标点的坐标，x'＝x+δx，y'＝y+δy，f表示所述拍摄图片的图像采集设备的焦距。5.如权利要求1述的方法，其特征在于，在满足以下任一条件时停止计算飞行方向：接收到用户输入的飞行终止指令；所述目标点的GPS坐标与预先设置的终止目标点GPS坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫锋，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京臻迪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11