【技术实现步骤摘要】
确定无人机位置和飞行方向的方法、装置及无人机
本专利技术涉及无人机
，尤其涉及确定无人机位置和飞行方向的方法、装置及无人机。
技术介绍
无人机已被广泛应用于航拍摄影、电力巡检、环境监测、森林防火、灾情巡查、防恐救生、军事侦察、战场评估等领域，有效克服了有人驾驶飞机空中作业的不足，降低了购买与维护成本，提高了运载工具的安全性。在无人机进行空中作业时，需要得知无人机的实时位置，以便对无人机进行控制。
技术实现思路
本专利技术提出确定无人机位置和飞行方向的方法、装置及无人机，以提高对无人机定位的精度。本专利技术的技术方案是这样实现的：根据无人机的云台搭载的相机拍摄的包含m个固定点的图像，计算m个固定点在相机坐标系下的坐标，m≥4；根据m个固定点在世界坐标系下的坐标和在相机坐标系下的坐标，计算相机坐标系到世界坐标系的转换关系；根据相机拍摄到包含m个固定点的图像时云台相对无人机的旋转角度，计算无人机坐标系到相机坐标系的转换关系；根据相机坐标系到世界坐标系的转换关系，以及无人机坐...
【技术保护点】
1.一种确定无人机位置和飞行方向的方法，其特征在于，该方法包括：/n根据无人机的云台搭载的相机拍摄的包含m个固定点的图像，计算m个固定点在相机坐标系下的坐标，m≥4；/n根据m个固定点在世界坐标系下的坐标和在相机坐标系下的坐标，计算相机坐标系到世界坐标系的转换关系；/n根据相机拍摄到所述包含m个固定点的图像时云台相对无人机的旋转角度，计算无人机坐标系到相机坐标系的转换关系；/n根据相机坐标系到世界坐标系的转换关系，以及无人机坐标系到相机坐标系的转换关系，计算无人机在世界坐标系中的位置坐标以及无人机在世界坐标系中的飞行方向向量。/n
【技术特征摘要】
1.一种确定无人机位置和飞行方向的方法，其特征在于，该方法包括：
根据无人机的云台搭载的相机拍摄的包含m个固定点的图像，计算m个固定点在相机坐标系下的坐标，m≥4；
根据m个固定点在世界坐标系下的坐标和在相机坐标系下的坐标，计算相机坐标系到世界坐标系的转换关系；
根据相机拍摄到所述包含m个固定点的图像时云台相对无人机的旋转角度，计算无人机坐标系到相机坐标系的转换关系；
根据相机坐标系到世界坐标系的转换关系，以及无人机坐标系到相机坐标系的转换关系，计算无人机在世界坐标系中的位置坐标以及无人机在世界坐标系中的飞行方向向量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算相机坐标系到世界坐标系的转换关系包括：
计算相机坐标系到世界坐标系的旋转矩阵R和平移向量T；
所述计算无人机坐标系到相机坐标系的转换关系包括：
计算无人机坐标系到相机坐标系的旋转矩阵Q；
所述计算无人机在世界坐标系中的位置坐标以及无人机在世界坐标系中的飞行方向向量包括：
确定无人机在世界坐标系中的位置坐标为平移向量T，以及计算出无人机在世界坐标系中的飞行方向向量为：无人机在无人机坐标系中的飞行方向向量与旋转矩阵Q和旋转矩阵R的乘积。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当采用无人机的正前方作为无人机在无人机坐标系中的飞行方向向量时，无人机在无人机坐标系中的飞行方向向量为[0,0,1]。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述云台相对无人机的旋转角度包括：翻滚角θ、俯仰角ф和偏航角
所述计算无人机坐标系到相机坐标系的转换关系包括：
根据如下原则：将无人机先绕偏航角对应轴旋转角度、再绕俯仰角对应轴旋转ф角度、最后绕翻滚角对应轴旋转θ角度，构造无人机坐标系到相机坐标系的旋转矩阵Q。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旋转矩阵Q符合以下公式要求：
6.一种确定无人机位置和飞行方向的装置，该装置应用于无人机，所述无人机具有搭载相机和角度传感器的云台，其特征在于，该装置包括：
旋转角度获取模块，用于从角度传感器获取相机拍摄到包含m个固定点的图像时云台相对无人机的旋转角度，m≥4；
固定点坐标计算模块，用于根据相机拍摄到的所述包含m个固定点的图像，计算m个固定点在相机坐标系下的坐标；
第一坐标系转换关系计算模块，...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈亢伟，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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