实时飞行位置定位方法技术

本发明专利技术实施例提出了一种实时飞行位置定位方法

【技术实现步骤摘要】
实时飞行位置定位方法、装置、飞行器以及存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及无人机
，尤其涉及一种实时飞行位置定位方法
、
装置
、
飞行器以及存储介质
。

技术介绍

[0002]无人机在飞行过程中准确定位，对于路径规划和飞行控制都至关重要
。
通常情况下，通过全球定位系统信号
(Global Positioning System
，
GPS)
和实时动态测量技术
(Real Time Kinemati
，
RTK)
信号可以实现对无人机飞行位置的定位
。
但利用无人机进行无人配送等场景下，无人机经常需要在高楼林立的小区内飞行，由于多径效应，通过
GPS
信号或
RTK
信号对无人机飞行位置的定位会出现较大误差
。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种实时飞行位置定位方法
、
装置
、
飞行器以及存储介质，能够在卫星导航定位信号失真
、
错误的情况下，实现对飞行器的准确定位
。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供一种实时飞行位置定位方法，应用于飞行器，所述方法包括：在所述当前时间采集的用于记录所述当前时间所在位置视觉目标的第一查询图像中提取第一二维特征点；当所述当前时间之前每隔单位时间采集的第二查询图像均与采集对应第二查询图像时所在位置视觉目标匹配的情况持续时间超过预设时间阈值，在从所述采集到的一个或多个第二查询图像中提取的第二二维特征点投射到对应视觉目标获得的多个三维特征点中，查找与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点；根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标
。
[0005]本专利技术实施例提出的实时飞行位置定位方法，飞行器可以从无法准确获取卫星导航定位信号开始，采集当前时间所在位置视觉目标的查询图像，提取查询图像中的二维特征点，将该二维特征点与当前时间之前临近时间段内获得的三维特征点匹配，根据与该二维特征点匹配的三维特征点，计算飞行器在当前时间飞行位置定位坐标；由于三维特征点对应三维世界飞行器飞行航线上的视觉目标，确定飞行过程中采集的查询图像中二维特征点投射到三维世界视觉目标上对应的三维特征点，能够在卫星导航定位信号失真
、
错误的情况下，通过视觉信息实现对飞行器飞行位置的定位
。
[0006]尤其是当前时间之前临近时间段内获得的三维特征点是飞行器在当前飞行中获得的三维特征点，基于当前时间和当前时间之前临近时间段内的共视关系，以当前时间之前临近时间段内获得的三维特征点作为计算飞行位置定位的依据，没有因长时间跨度带来的视觉特征变化问题，更加可信
。
[0007]其中一种可能的实现方式中，在所述根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标之前，还包括：
[0008]当所述当前时间之前每隔单位时间采集的第二查询图像均与采集对应第二查询图像时所在位置视觉目标匹配的情况持续时间小于预设时间阈值，在预先获取的分别对应
不同位置视觉目标的多个三维特征点中，查找与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点
。
[0009]其中一种可能的实现方式中，在周期性执行所述实时飞行位置定位方法之前，所述方法还包括：
[0010]针对飞行器规划的目标飞行航线中不同位置采集定位坐标和视觉目标的图像；
[0011]建立不同位置定位坐标与对不同位置视觉目标图像进行特征提取获得的三维特征点的对应关系，获得所述分别对应不同位置视觉目标的多个三维特征点
。
[0012]其中一种可能的实现方式中，所述多个三维特征点中查找与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点，具体包括：
[0013]获得所述第一二维特征点的第一描述子，以及每个所述三维特征点的第二描述子；
[0014]获得与所述第一描述子的欧式距离最小的目标第二描述子，和所述目标第二描述子与所述第一描述子之间的最小欧式距离；
[0015]当除所述目标第二描述子外的每个第二描述子与所述第一描述子的欧式距离均超过所述最小欧式距离的预设倍数，确定所述目标第二描述子对应三维特征点为所述目标三维特征点
。
[0016]其中一种可能的实现方式中，所述根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标，具体包括：
[0017]将所述目标三维特征点和所述第一二维特征点输入预先设置用于计算移动物体坐标系相对世界坐标系位姿的模型，输出采集所述第一二维特征点时所述飞行器本体相对于以飞行起点为原点的世界坐标系的六自由度位姿；
[0018]根据所述飞行器本体飞行起点的
GPS
坐标和所述六自由度位姿，计算所述飞行器在所述当前时间所在位置的
GPS
坐标
。
[0019]其中一种可能的实现方式中，所述第一二维特征点的数量为多个，所述根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标，具体包括：
[0020]利用预置随机抽样一致算法从多个所述第一二维特征点中筛选出局内点；
[0021]根据所述局内点和所述局内点对应目标三维特征点，计算采集所述第一二维特征点时所述飞行器本体飞行位置的定位坐标
。
[0022]其中一种可能的实现方式中，
[0023]第
i
次执行所述实时飞行位置定位方法时，利用预置随机抽样一致算法从多个所述第一二维特征点中筛选出局内点之后，还包括：
[0024]当所述局内点的数量超过第一预设数量阈值，确定所述当前时间采集的第一查询图像与采集所述第一查询图像时所在位置视觉目标匹配，将所述局内点和所述局内点对应目标三维特征点存储在本地运行内存；
[0025]在第
i+1
次执行所述实时飞行位置定位时，当所述当前时间之前每隔单位时间采集的第二查询图像均与采集对应第二查询图像时所在位置视觉目标匹配的情况持续时间超过预设时间阈值，在从所述采集到的一个或多个第二查询图像中提取的第二二维特征点投射到对应视觉目标获得的多个三维特征点中，查找与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点，包括：
[0026]当所述本地运行内存存储的所述局内点超过第二预设数量阈值，在从所述本地运行内存获取的第
i+1
次之前存储的所述局内点对应目标三维特征点中，查找在第
i+1
次与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点，
i
的取值为
1、2、
…
、N
‑1，其中
N>1。
[0027]其中一种可能的实现方式中，在第
i
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种实时飞行位置定位方法，其特征在于，应用于飞行器，所述方法执行当前时间所在位置定位过程包括：在当前时间采集的用于记录所述当前时间所在位置视觉目标的第一查询图像中提取第一二维特征点；当所述当前时间之前每隔单位时间采集的第二查询图像均与采集对应第二查询图像时所在位置视觉目标匹配的情况持续时间超过预设时间阈值，在从所述采集到的一个或多个第二查询图像中提取的第二二维特征点投射到对应视觉目标获得的多个三维特征点中，查找与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点；根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标之前，还包括：当所述当前时间之前每隔单位时间采集的第二查询图像均与采集对应第二查询图像时所在位置视觉目标匹配的情况持续时间小于预设时间阈值，在预先获取的分别对应不同位置视觉目标的多个三维特征点中，查找与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在周期性执行所述实时飞行位置定位方法之前，还包括：针对飞行器规划的目标飞行航线中不同位置采集定位坐标和视觉目标的图像；建立不同位置定位坐标与对不同位置视觉目标图像进行特征提取获得的三维特征点的对应关系，获得所述分别对应不同位置视觉目标的多个三维特征点
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个三维特征点中查找与所述第一二维特征点相似度最大的目标三维特征点，具体包括：获得所述第一二维特征点的第一描述子，以及每个所述三维特征点的第二描述子；获得与所述第一描述子的欧式距离最小的目标第二描述子，和所述目标第二描述子与所述第一描述子之间的最小欧式距离；当除所述目标第二描述子外的每个第二描述子与所述第一描述子的欧式距离均超过所述最小欧式距离的预设倍数，确定所述目标第二描述子对应的三维特征点为所述目标三维特征点
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标，具体包括：将所述目标三维特征点和所述第一二维特征点输入预先设置用于计算移动物体坐标系相对世界坐标系位姿的模型，输出采集所述第一二维特征点时所述飞行器本体相对于以飞行起点为原点的世界坐标系的六自由度位姿；根据所述飞行器本体飞行起点的
GPS
坐标和所述六自由度位姿，计算所述飞行器在所述当前时间所在位置的
GPS
坐标
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一二维特征点的数量为多个，所述根据所述目标三维特征点，获得所述飞行器本体在所述当前时间所在位置的定位坐标，具体包括：
利用预置随机抽样一致算法从多个所述第一二维特征点中筛选出局内点；根据所述局内点和所述局内点对应目标三维特征点，计算采集所述第一二维特征点时所述飞行器本...

【专利技术属性】
技术研发人员：任科飞，
申请(专利权)人：北京三快在线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：