基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无人机技术领域，具体涉及一种基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机，该方法包括如下步骤：通过无人机上云台所载相机获取具有目标物的拍摄图像；获取云台上测距装置所测得的目标物至云台的直线距离L；获取无人机当前位置信息以及所述云台的姿态数据信息；在地球坐标系下根据直线距离L、无人机当前位置信息以及云台的姿态数据信息解算出目标物位置信息。本发明专利技术提供的基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机，在无人机执行任务过程中，能够快速有效地锁定目标物，确定其所在具体位置，缩短了判断时间，从而有利于高效完成任务。

【技术实现步骤摘要】
基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机
本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机。
技术介绍
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到航拍、农业、林业、电力、测绘、遥测等行业。无人机的军事价值也得到了高度重视，尤其在低空侦查方面的优势更加明显。在某些应用领域中，无人机机体上设有用于搭载相机的云台，通过自稳云台增加稳定性并遥控改变拍摄的角度，从而保证拍摄质量及保护拍摄设备；为了获得所拍摄图像中目标物的位置，目前，通常采用基于无人机视频图像的定位技术，将摄像机实时采回的视频图像信息进行处理，然后将视频图像中目标物的像素位置与地图进行比对，从而找出目标物的位置，该种方法获得的目标物位置不仅偏差很大，而且判断时间较长，计算过程复杂，难以有效获取目标物的准确位置。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机，以有效获得目标物的具体位置。第一方面，本专利技术提供了一种基于远程测距的目标定位方法，包括如下步骤：(1)通过无人机上云台所载相机获取具有目标物的拍摄图像；(2)获取云台上测距装置所测得的目标物至云台的直线距离L；(3)获取无人机当前位置信息以及所述云台的姿态数据信息；其中，所述位置信息为经纬度以及高度信息；所述姿态数据信息包括云台俯仰角以及航向角；所述航向角为所述相机光轴与正北方向之间的夹角；(4)在地球坐标系下根据直线距离L、无人机当前位置信息以及云台的姿态数据信息解算出目标物位置信息。进一步地，所述通过无人机上云台所载相机获取具有目标物的拍摄图像，包括：所述无人机实时将所述拍摄的图像传输至地面控制中心；若地面控制中心监控获得具有目标物的图像，则控制无人机悬停。第二方面，本专利技术提供了一种基于远程测距的目标定位装置，包括：拍摄模块：用于获取具有目标物的拍摄图像；测距模块：用于获得测距位置至目标物的直线距离L；定位模块：用于获取所述目标定位装置的当前位置信息；姿态感知模块：用于感知所述测距模块或拍摄模块的姿态数据信息；所述姿态数据信息包括俯仰角以及航向角；计算处理模块：用于在地球坐标系下根据直线距离L、无人机当前位置信息以及拍摄模块或测距模块的姿态数据信息解算出目标物的位置信息。第三方面，本专利技术提供了一种无人机，包括：相机：用于获取具有目标物的拍摄图像；测距装置：用于测得至目标物的直线距离L；姿态传感器：其用于感知云台的姿态数据信息；定位装置：用于实时接收无人机的位置信息；飞行控制器：用于获取定位装置所接收的无人机的位置信息；三轴云台：用于承载所述相机和测距装置，并调节相机拍摄角度和测距装置的测距方向；其包括云台控制器，所述云台控制器用于接收相机拍摄图像、测距装置的测距数据、姿态传感器的姿态数据信息以及飞行控制器传送的无人机的位置信息，并在地球坐标系下解算出目标物位置信息。优选地，所述测距装置为激光测距仪，所述激光测距仪的测距方向与所述相机的光轴平行。采用上述技术方案，包括以下有益效果：本专利技术提供的基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机，通过云台上测距装置获得相机所拍摄图像中目标物的距离，并结合无人机当前位置信息和云台的姿态数据信息，采用云台控制器在地球坐标系下解算出目标物的具体位置，简化了获得所拍摄图像中目标物具体位置的处理过程，提高了目标定位的准确性和时效性。在无人机执行任务过程中，能够快速有效地锁定目标物，确定其所在位置，缩短了判断时间，从而有利于高效完成任务。附图说明图1为本专利技术实施例一所提供基于远程测距的目标定位方法的流程图；图2为本专利技术实施例一所提供无人机与目标物的空间位置示意图；图3为本专利技术实施例一所提供无人机与目标物在地球坐标系下的位置示意图；图4为本专利技术是还是离二所提供基于远程测距的目标定位装置的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。实施例一：随着无人机技术的快速发展，无人机被应用于各领域。通常，无人机通过云台搭载相机以获得拍摄图像，通过安装于无人机上的测距仪来测量前方目标物的距离，但是尚未出现基于无人机测距来进行远程目标定位的方法。为了获得所拍摄图像中目标物的位置，目前，通常采用基于无人机视频图像的定位技术，将摄像机实时采回的视频图像信息进行处理，然后将视频图像中目标物的像素位置与地图进行比对，从而找出目标物的位置，该种方法获得的目标物位置不仅偏差很大，而且判断时间较长，计算过程复杂，难以有效获取目标物的准确位置。为了解决该问题，本实施例提供了一种基于远程测距的目标定位方法。图1是本专利技术实施例一提供的一种基于远程测距的目标定位方法的流程图，可适用于对无人机上云台所载相机所拍摄图像中的目标物进行定位，该方法可以由本专利技术实施例提供的无人机的基于远程测距的目标定位装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在无人机中。本实施例所提供的基于远程测距的目标定位方法，包括如下步骤：S101、通过无人机上云台所载相机获取具有目标物的拍摄图像；本实施例中采用的是三轴云台，能够控制相机的俯仰运动、横滚运动和方位运动，使得相机在运动中保持姿态静止。该步骤进一步包括：所述无人机实时将所述拍摄的图像传输至地面控制中心；若地面控制中心监控获得具有目标物的图像，则控制无人机悬停。具体地，无人机在目标物所在附近区域进行飞行的过程中，控制云台有规律动作，并通过其所载相机进行拍摄，拍摄后的图像传输至地面控制中心。当地面控制中心中监控获得具有目标物的画面，则给出悬停指令于无人机，从而控制无人机悬停，同时控制云台停止动作，使得画面停留。S102、获取云台上测距装置所测得的目标物至云台的直线距离L；测距装置能够获得目标物至云台的距离，并将该数据发送至云台的云台控制器。本实施例中的测距装置安装于云台上，并随相机同步运动。进一步地，所述测距装置的测距方向与所述相机的光轴方向保持平行且所述测距装置安装于所述相机四周的任一侧部；本实施例中，优选测距装置为激光测距仪。该步骤更进一步包括：当地面控制中心获得含有目标物的图像，则控制无人机悬停，并控制无人机调整云台角度，使得目标物位于所拍摄图像的中心。由于测距仪的测距方向与相机的光轴保持平行，且测距仪安装于云台四周任意一侧部，从而使得测距仪与所述镜头的光轴位置较近，而且还能使得测距仪发射光与镜头光轴照射于图像中某处的光点重合，即光轴光线照射于图像中部，则测距仪跟随镜头照射于同一处。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于远程测距的目标定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过无人机上云台所载相机获取具有目标物的拍摄图像；(2)获取云台上测距装置所测得的目标物至云台的直线距离L；(3)获取无人机当前位置信息以及所述云台的姿态数据信息；其中，所述位置信息为经纬度以及高度信息；所述姿态数据信息包括云台俯仰角以及航向角；所述航向角为所述相机光轴与正北方向之间的夹角；(4)在地球坐标系下根据直线距离L、无人机当前位置信息以及云台的姿态数据信息解算出目标物位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于远程测距的目标定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过无人机上云台所载相机获取具有目标物的拍摄图像；(2)获取云台上测距装置所测得的目标物至云台的直线距离L；(3)获取无人机当前位置信息以及所述云台的姿态数据信息；其中，所述位置信息为经纬度以及高度信息；所述姿态数据信息包括云台俯仰角以及航向角；所述航向角为所述相机光轴与正北方向之间的夹角；(4)在地球坐标系下根据直线距离L、无人机当前位置信息以及云台的姿态数据信息解算出目标物位置信息。2.根据权利要求1所述的基于远程测距的目标定位方法，其特征在于，所述通过无人机上云台所载相机获取具有目标物的拍摄图像，包括：所述无人机实时将所述拍摄的图像传输至地面控制中心；若地面控制中心监控获得具有目标物的图像，则控制无人机悬停。3.根据权利要求2所述的基于远程测距的目标定位方法，其特征在于，所述测距装置的测距方向与所述相机的光轴方向保持平行且所述测距装置安装于所述相机四周的任一侧部；所述若地面控制中心监控获得具有目标物的图像，则控制无人机悬停，进一步包括：控制无人机调整云台角度，使得目标物位于所拍摄图像的中心。4.根据权利要求1所述的基于远程测距的目标定位方法，其特征在于，所述云台包括云台控制器和姿态传感器，所述无人机包括飞行控制器和与其连接的定位装置，所述云台控制器与所述飞行控制器连接；所述获取无人机当前位置信息以及所述云台的姿态数据信息，包括：所述定位装置接收当前位置信息并传送给飞行控制器；所述飞行控制器将所述位置信息发送给所述云台控制器；所述姿态传感器实时将所感知的所述云台当前的姿态数据信息发送给云台控制器。5.根据权利要求1所述的基于远程测距的目标定位方法，其特征在于，所述目标物位置信息包括目标物高度信息；所述在地球坐标系下根据直线距离L、无人机当前位置信息以及所述云台的姿态数据信息解算出目标物位置信息，包括：根据无人机当前高度、云台俯仰角以及目标物至云台的直线距离L解算出目标物的高度HB，HB＝HA-Lsinθ，其中，θ为俯仰角，HA为无人机当前高度，HB为解算出的目标物高度。6.根据权利要求1所述的基于远程测距的目标定位方法，其特征在于，所述所述目标物位置信息包括目标物...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，张瑞，张中，赵科霖，
申请(专利权)人：南京拓威航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32