定位方法、设备及系统和作业方法、系统及电子设备技术方案

本申请实施例提供了一种定位方法、设备及系统和作业方法、系统及电子设备，定位设备连接有至少一个作业设备。各作业设备通过向定位设备发送IMU数据和局部图像，定位设备即可根据各作业设备发送的IMU数据和局部图像，计算各作业设备在参考坐标系内的坐标数据。这样，无需在各作业设备内安装成本较高的RTK进行关联定位的方案，通过获取成本较低的IMU数据和局部图像，再通过定位设备计算相对各作业设备的位置后映射到参考坐标系内，即可实现低成本、高稳定性的多作业设备的关联定位方案。高稳定性的多作业设备的关联定位方案。高稳定性的多作业设备的关联定位方案。

【技术实现步骤摘要】
定位方法、设备及系统和作业方法、系统及电子设备


[0001]本申请涉及自动控制
，尤其涉及一种定位方法、设备及系统和作业方法、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]目前多飞行器或者地面作业设备的联合定位方案，通常需要在每一架飞行器或者地面作业设备内均安装实时动态测量(Real Time Kinematic，简称RTK)传感器进行定位，同时多飞行器需要无线通信模块时刻保持通信来互相传递信息，以确定相互之间的位置信息。由于现有多飞行器联合定位方式需要每一架飞机都安装RTK传感器，价格昂贵，且在城市高楼旁，树下经常出现GPS星数不够、RTK定位失效的情况。
[0003]可见，现有的多设备联合定位方案存在成本较高、定位稳定性较差的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种定位方法、设备及系统和作业方法、系统及电子设备。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种定位方法，所述定位设备与至少一个作业设备通信连接；所述方法包括：
[0006]接收各作业设备采集的IMU数据和局部图像；
[0007]根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，确定各作业设备相对于所述定位设备的相对位置；
[0008]根据各作业设备对应的相对位置，确定各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据。
[0009]根据本申请的一种具体实施方式，所述定位设备表面设置有用于辅助作业设备定位的基准标识；
[0010]所述根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，确定各作业设备相对于所述定位设备的相对位置的步骤，包括：
[0011]根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，计算各作业设备相对于所述基准标识的相对位置；
[0012]所述根据各作业设备对应的相对位置，确定各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据，包括：
[0013]根据各作业设备相对所述基准标识的相对位置，以及所述基准标识在所述参考坐标系内的基准坐标数据，计算各作业设备在所述参考坐标系内的坐标数据。
[0014]根据本申请的一种具体实施方式，所述根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，计算各作业设备相对于所述基准标识的相对位置的步骤，包括：
[0015]对所述IMU数据进行预积分处理；
[0016]提取作业设备所采集的当前帧的局部图像中的点特征和线特征，并对提取的点特
征和线特征进行优化筛选处理，其中，局部图像中的点特征和线特征包括基准标识的点特征和线特征；
[0017]对筛选处理后的点特征和线特征进行三角化处理得到点线深度数据；
[0018]根据点线深度数据和预积分处理后的IMU数据，计算作业设备相对所述基准标识的相对位置。
[0019]根据本申请的一种具体实施方式，所述提取作业设备所采集的当前帧的局部图像中的点特征和线特征，并对提取的点特征和线特征进行优化筛选处理的步骤，包括：
[0020]根据上一帧的局部图像的特征检测结果对当前帧的局部图像进行追踪，以获取当前帧的局部图像中的点特征和线特征；
[0021]将当前帧的局部图像中检测到的点特征和线特征进行特征匹配，并删除异常信息，所述异常信息包括异常的点特征和/或异常的线特征；
[0022]对剩余的点特征和线特征进行去畸变处理，并投影到以所述基准标识为原点建立的归一化相机坐标系。
[0023]根据本申请的一种具体实施方式，所述提取作业设备所采集的当前帧的局部图像中的点特征和线特征的步骤之前，所述方法还包括：
[0024]根据上一帧的局部图像与当前帧的局部图像的视差，判断当前帧的局部图像是否为关键帧；
[0025]若所述当前帧的局部图像为关键帧，则执行提取作业设备所采集的当前帧的局部图像中的点特征和线特征的步骤；
[0026]所述根据点线深度数据和预积分处理后的IMU数据，计算作业设备相对所述基准标识的相对位置的步骤，包括：
[0027]根据预积分处理后的IMU数据构建的残差项和点线深度数据构建的重投影误差项构建联合优化函数；
[0028]对联合优化函数进行非线性优化处理，计算所述作业设备在所述归一化相机坐标系的位置数据，作为所述飞行器相对所述基准标识的相对位置。
[0029]根据本申请的一种具体实施方式，所述定位设备通过线缆与各作业设备通信连接和/或供电连接，线缆的端部通过电控连接件与各作业设备可拆卸连接；
[0030]所述根据各作业设备对应的相对位置，确定各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据的步骤之后，所述方法还包括：
[0031]根据各作业设备的作业区域控制线缆的收放；
[0032]在检测到作业设备的相应线缆处于绕线状态时，通过所述电控连接件控制相应线缆与作业设备脱离。
[0033]第二方面，本申请实施例提供了一种作业方法，应用于定位设备，所述定位设备与至少一个作业设备通信连接；所述方法包括：
[0034]获取预先确定的整体作业区域；
[0035]根据各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据，将整体作业区域划分为对应各作业设备的子区域，各作业设备的子区域互不重合；其中，所述坐标数据基于第一方面中任一项所述的定位方法获得；
[0036]将各作业设备的子区域的坐标数据发送至对应的作业设备；所述子区域用于指示
作业设备的作业范围。
[0037]根据本申请的一种具体实施方式，所述将各作业设备的子区域的坐标数据发送至对应的作业设备的步骤之后，所述方法还包括：
[0038]获取各作业设备在对应子区域内的实时作业进度，其中，实时作业进度包括全部完成和部分完成中的任一种；
[0039]在获取到全部完成的实时作业进度时，基于实时作业进度为部分完成的第一类作业设备对应的子区域中未被作业的区域生成待作业子区域，或者基于整体作业区域中未被分配给作业设备的未作业区域生成的待作业子区域；
[0040]为实时作业进度为全部完成的第二类作业设备分配待作业子区域。
[0041]根据本申请的一种具体实施方式，所述基于实时作业进度为部分完成的作业设备对应的子区域中未被作业的区域生成待作业子区域的步骤，包括：
[0042]确定实时作业进度为部分完成的作业设备对应的子区域中的已作业子区域和未作业子区域，并基于未作业子区域和第二类作业设备的位置信息和/或未作业子区域的作业对象数量，确定待作业子区域；
[0043]或者，
[0044]确定整体作业区域中未被分配给作业设备的未作业区域，并基于未作业区域和第二类作业设备的位置信息和/或未作业区域的作业对象数量，确定待作业子区域。
[0045]根据本申请的一种具体实施方式，所述根据各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据，将整体作业区域划分为对应作业设备的子区域的步骤中还包括:
[0046]根据整体作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，应用于定位设备，所述定位设备与至少一个作业设备通信连接；所述方法包括：接收各作业设备采集的IMU数据和局部图像；根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，确定各作业设备相对于所述定位设备的相对位置；根据各作业设备对应的相对位置，确定各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位设备表面设置有用于辅助作业设备定位的基准标识；所述根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，确定各作业设备相对于所述定位设备的相对位置的步骤，包括：根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，计算各作业设备相对于所述基准标识的相对位置；所述根据各作业设备对应的相对位置，确定各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据的步骤，包括：根据各作业设备相对所述基准标识的相对位置，以及所述基准标识在所述参考坐标系内的基准坐标数据，计算各作业设备在所述参考坐标系内的坐标数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各作业设备采集的IMU数据和局部图像，计算各作业设备相对于所述基准标识的相对位置的步骤，包括：对所述IMU数据进行预积分处理；提取作业设备所采集的当前帧的局部图像中的点特征和线特征，并对提取的点特征和线特征进行优化筛选处理，其中，局部图像中的点特征和线特征包括基准标识的点特征和线特征；对筛选处理后的点特征和线特征进行三角化处理得到点线深度数据；根据点线深度数据和预积分处理后的IMU数据，计算作业设备相对所述基准标识的相对位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取作业设备所采集的当前帧的局部图像中的点特征和线特征，并对提取的点特征和线特征进行优化筛选处理的步骤，包括：根据上一帧的局部图像的特征检测结果对当前帧的局部图像进行追踪，以获取当前帧的局部图像中的点特征和线特征；将当前帧的局部图像中检测到的点特征和线特征进行特征匹配，并删除异常信息，所述异常信息包括异常的点特征和/或异常的线特征；对剩余的点特征和线特征进行去畸变处理，并投影到以所述基准标识为原点建立的归一化相机坐标系。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提取作业设备所采集的当前帧的局部图像中的点特征和线特征的步骤之前，所述方法还包括：根据上一帧的局部图像与当前帧的局部图像的视差，判断当前帧的局部图像是否为关键帧；若所述当前帧的局部图像为关键帧，则执行提取作业设备所采集的当前帧的局部图像
中的点特征和线特征的步骤；所述根据点线深度数据和预积分处理后的IMU数据，计算作业设备相对所述基准标识的相对位置的步骤，包括：根据预积分处理后的IMU数据构建的残差项和点线深度数据构建的重投影误差项构建联合优化函数；对联合优化函数进行非线性优化处理，计算所述作业设备在所述归一化相机坐标系的位置数据，作为所述作业设备相对所述基准标识的相对位置。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位设备通过线缆与各作业设备通信连接和/或供电连接，线缆的端部通过电控连接件与各作业设备可拆卸连接；所述根据各作业设备对应的相对位置，确定各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据的步骤之后，所述方法还包括：根据各作业设备的作业区域控制线缆的收放；在检测到作业设备的相应线缆处于绕线状态时，通过所述电控连接件控制相应线缆与作业设备脱离。7.一种作业方法，其特征在于，应用于定位设备，所述定位设备与至少一个作业设备通信连接；所述方法包括：获取预先确定的整体作业区域；根据各作业设备在所述定位设备所在的参考坐标系内的坐标数据，将整体作业区域划分为对应各作业设备的子区域，各作业设备的子区域互不重合；其中，所述坐标数据基于权利要求1～6任一项所述的定位方法获得；将各作业设备的子区域的坐标数据发送至对应的作业设备；所述子区域用于指示作业设备的作业范围。8.根据权利要求7所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩世豪，萧延强，邓飞杨，
申请(专利权)人：广州极飞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：