CN109490931A - 飞行定位方法、装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种飞行定位方法、装置及无人机，涉及飞行控制技术领域，该方法包括：确定GPS定位设备工作异常；将视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标；将转换后的坐标作为无人机的当前定位坐标。本发明实施例所提供的一种飞行定位方法、装置及无人机，能够实现无人机在GPS定位设备工作异常条件下的连续定位。

Description

飞行定位方法、装置及无人机

技术领域

本发明涉及飞行控制技术领域，具体而言，涉及一种飞行定位方法、装置及无人机。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机的应用越来越广泛，目前已应用于地图测绘、地质勘测、灾害监测、农药喷洒、侦察预警、战场搜救等领域。无论应用于哪种场景中，保证无人机的飞行安全是业界最为关注的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞行定位方法、装置及无人机，能够实现无人机在GPS定位设备工作异常条件下的连续定位。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种飞行定位方法，应用于无人机，所述无人机配置有GPS定位设备及视觉惯导里程计，所述方法包括：确定所述GPS定位设备工作异常；将所述视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标；将所述转换后的坐标作为所述无人机的当前定位坐标。

第二方面，本发明实施例提供了一种飞行定位装置，应用于无人机，所述无人机配置有GPS定位设备及视觉惯导里程计，所述装置包括：GPS定位设备监测模块，用于确定所述GPS定位设备是否工作异常；坐标转换模块，用于将所述视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标；定位坐标输出模块，用于将所述转换后的坐标作为所述无人机的当前定位坐标。

第三方面，本发明实施例提供了一种无人机，包括飞行控制器、GPS定位设备及视觉惯导里程计，所述飞行控制器分别与所述GPS定位设备及所述视觉惯导里程计均建立通信；所述视觉惯导里程计用于获得所述无人机在视觉定位坐标系下的当前视觉定位坐标并发送给所述飞行控制器；所述GPS定位设备用于获得所述无人机在大地坐标系下的当前大地定位坐标并发送给所述飞行控制器；所述飞行控制器用于依据所述当前视觉定位坐标及所述当前大地定位坐标，生成所述无人机的当前定位坐标；所述飞行控制器还用于，当所述GPS定位设备工作异常时，将所述当前视觉定位坐标转换至大地坐标系下的坐标，并将转换得到的坐标作为所述无人机的当前定位坐标。

相对于现有技术，本发明实施例所提供的一种飞行控制方法、装置及无人机，通过在确定GPS定位设备工作异常时，将视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为大地坐标系下的坐标，并将该转换后的坐标作为无人机的当前定位坐标，相比于现有技术，以使视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标在GPS定位设备工作异常后，与GPS定位设备工作正常时无人机的当前定位坐标相配合，能够实现无人机在GPS定位设备工作异常条件下的连续定位。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种无人机的一种示意性结构图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位方法的一种示意性流程图；

图3为图2中步骤S210的子步骤的一种示意性流程图；

图4为图2中步骤S320的子步骤的一种示意性流程图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位装置的一种示意性结构图；

图6示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位装置的坐标转换模块的一种示意性结构图；

图7示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位装置的融合坐标输出模块的一种示意性结构图。

图中：10-无人机；100-飞行控制器；200-GPS定位设备；300-视觉惯导里程计；310-惯性测量单元；320-摄像设备；400-飞行定位装置；410-GPS定位设备监测模块；420-坐标转换模块；421-目标转换矩阵查找单元；422-坐标转换计算单元；430-定位坐标输出模块；440-坐标转换矩阵更新模块；450-融合坐标输出模块；451-视觉坐标转换单元；452-定位坐标融合单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

无人机的准确定位是确保飞行安全的重要因素。现有技术一般采用GPS设备进行导航定位，但由于GPS设备进行定位时依赖于卫星信号的质量，在一些应用场景下，比如将无人机应用于桥梁检测时，当卫星信号被障碍物遮挡或反射，则无人机上搭载的GPS设备无法获取到卫星信号，无人机此时即不能通过GPS设备进行准确定位，此时无人机将由于失去导航定位而失去控制。

基于上述现有技术存在的问题，发明人于本发明实施例所提供的一种解决方式为：在无人机10上设置与GPS定位设备200相配合的视觉惯导里程计300，当GPS定位设备200工作异常后，通过将视觉惯导里程计300定位无人机10得到的当前视觉定位坐标转换到大地坐标系下，实现无人机10在GPS定位设备200工作异常条件下的连续定位。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例所提供的一种无人机10的一种示意性结构图，在本发明实施例中，该无人机10包括飞行控制器100、GPS定位设备200及视觉惯导里程计300(Visual–Inertial Odometry，VIO)，飞行控制器100分别与GPS定位设备200及视觉惯导里程计300均建立通信。

视觉惯导里程计300用于获得无人机10在视觉定位坐标系下的当前视觉定位坐标，并发送给飞行控制器100。

GPS定位设备200用于获得无人机10在大地坐标系下的当前大地定位坐标，并发送给飞行控制器100。

飞行控制器100用于依据当前视觉定位坐标及当前大地定位坐标，生成无人机10的当前定位坐标，其中，该当前定位坐标为大地坐标系下的坐标。

飞行控制器100还用于，当GPS定位设备200工作异常时，将当前视觉定位坐标转换至大地坐标系下的坐标，并将转换得到的坐标作为无人机10的当前定位坐标。

具体地，请继续参阅图1，在本发明实施例中，视觉惯导里程计300包括摄像设备320及惯性测量单元310(Inertial measurement unit，IMU)，惯性测量单元310与摄像设备320及飞行控制器100均建立通信。

摄像设备320用于依据连续的两帧图像，获得无人机10的飞行位移，并发送给惯性测量单元310。

惯性测量单元310用于依据飞行位移，校正惯性测量坐标，并将校正后的惯性测量坐标作为当前视觉定位坐标发送给飞行控制器100。

惯性测量单元310在对无人机10定位获得惯性测量坐标时，由于采用的是对无人机10的加速度和角速度进行测量，并不断积分后，推算出的无人机10的当前姿态和位置，但由于加速度计和陀螺仪存在零点漂移，随着时间的推移，惯性测量单元310积分得到的速度和位置误差会不断变大；但摄像设备320依据连续的两帧图像得到的飞行位移是无人机10飞行的绝对位移，且每一次计算得到的飞行位移均是独立的，不存在误差累积的问题，因此，采用摄像设备320对惯性测量单元310获得的惯性测量坐标进行校正，能够提升当前视觉定位坐标的精度。

并且，作为一种实施方式，在本发明实施例中，该摄像设备320采用鱼眼镜头，即是说，该视觉惯导里程计300使用鱼眼镜头及惯性测量单元310进行定位获得无人机10的当前视觉定位坐标。由于普通平角镜头视角通常在80度以内，如果在镜头有效范围内图像纹理信息不足，会导致视觉定位失效；而鱼眼镜头视角通常在110度以上，甚至接近180度，能提升视觉惯导里程计300的有效视觉范围，提升视觉定位的稳定性。

并且，作为一种实施方式，在本发明实施例中，鱼眼镜头的安装位置设置为45度，即鱼眼镜头的光轴与无人机10的机身平面呈45度，且为水平向下45度，对着地面，以使鱼眼镜头能够拍摄无人机10机身下方及飞行前方的图像，有利于采用纹理信息较好的图像，增加算法的稳定性。

具体地，请参阅图2，图2示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位方法的一种示意性流程图，该飞行定位控制应用于如图1所示的无人机10，在本发明实施例中，该飞行定位方法包括以下步骤：

步骤S100，判断GPS定位设备是否工作正常？当为否时，执行步骤S210；当为是时，执行步骤S310。

如图1所示，在本发明实施例中，无人机10配置有GPS定位设备200及视觉惯导里程计300，在GPS定位设备200工作正常时，无人机10以GPS定位设备200及视觉惯导里程计300相配合的方式对无人机10进行组合定位。

并且，无人机10定位过程中，实时的判断GPS定位设备200是否正常工作，其中，当GPS定位设备200正常异常时，即执行步骤S210；当GPS定位设备200工作正常时，执行步骤S320。

具体地，作为一种实施方式，判断GPS定位设备200是否工作正常的方式包括以下的一种或多种：

判断GPS定位设备200连接的卫星数是否小于第一预设数量，或判断GPS定位设备200的移动速度是否大于第一预设速度，或判断GPS定位设备200在第一预设时间范围内更新数据是否异常，或判断GPS定位设备200在连续的两次定位距离差值是否大于第一预设距离阀值。

例如，在本发明实施例的一个具体的实施方式中，无人机10实时的在检测GPS定位设备200连接的卫星数量、GPS定位设备200的移动速度、GPS定位设备200更新数据的状态以及GPS定位设备200的定位距离，假定第一预设数据为5颗，第一预设速度为20m/s，第一预设时间为1s，第一预设距离阀值为50m，在无人机10以GPS定位设备200与视觉惯导里程计300相配合的方式进行组合定位的过程中，当GPS定位设备200连接的卫星数量少于5颗时，或者是GPS定位设备200的移动速度大于20m/s时，或者是GPS定位设备200在连续的1s内更新数据异常(比如连续的1s内无法更新数据)，或者是GPS定位设备200在连接的两次定位之间的距离差值大于50m时，无人机10此时均判定GPS定位设备200工作异常，此时即执行步骤S210。

可以理解，在本发明实施例其他的一些实施方式中，第一预设数量、第一预设速度、第一预设时间及第一预设距离阀值还可以设置为其他的值，比如第一预设数量还是设置为6颗或者7颗等，第一预设速度还可以设置为22m/s、25m/s或者是其他速度，第一预设时间还可以设置为0.6s、0.8s等等，第一预设距离阀值还可以设置为45m、53m或者是60m等等，只要无人机10中存储有第一预设数量、第一预设速度、第一预设时间及第一预设距离阀值还可以设置为其他的值以供判断GPS定位设备200是否工作正常即可。

步骤S210，将视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标。

当依据步骤S100判定GPS定位设备200工作异常时，表示GPS定位设备200此时定位获得的大地定位坐标已经不能用于无人机10的当前定位，但由于视觉惯导里程计300并不受环境因素的影响，比如在上述现有技术的桥梁下，视觉惯导里程计300仍然能够继续定位，此时无人机10即退化到依靠视觉惯导里程计300进行定位。

由于视觉惯导里程计300对无人机10进行定位得到的当前视觉定位坐标是无人机10在视觉惯导里程计300的视觉惯导坐标系下的坐标，而在GPS定位设备200工作正常时定位无人机10所得到的坐标为大地坐标系下的坐标，需要将二者的坐标变换到统一的坐标系下，才能实现无人机10连续的定位。

具体地，请参阅图3，图3为图2中步骤S210的子步骤的一种示意性流程图，在本发明实施例中，步骤S210包括以下子步骤：

子步骤S211，确定出GPS定位设备工作异常前最后更新的坐标转换矩阵作为目标转换矩阵。

如上所述，由于视觉惯导里程计300定位无人机10得到的当前视觉定位坐标与GPS定位设备200定位无人机10得到的当前大地定位坐标分别为视觉定位系和大地坐标系下的坐标，需要将二者的坐标变换到统一的坐标系下，才能实现无人机10的定位，一般来说，是将当前视觉定位坐标变换到大地坐标系下后与GPS定位设备200定位得到的当前大地定位坐标相配合。因此，一般来说，在GPS定位设备200工作正常时，按照预设的时间间隔，比如每2s，根据GPS定位设备200定位无人机10得到的当前大地定位坐标，和视觉惯导里程计300定位无人机10得到的当前视觉定位坐标，计算得到坐标换算矩阵，其中，该计算得到的坐标转换矩阵表征用于将视觉惯导里程计300的视觉定位坐标系与大地坐标系相互转换的矩阵。利用该坐标转换矩阵，可以将视觉惯导里程计300定位无人机10得到的当前视觉定位坐标变换到大地坐标系下，也可以将GPS定位设备200定位无人机10得到的当前大地定位坐标变换到视觉定位坐标系下。

相应地，当GPS定位设备200工作异常后，由于GPS定位设备200已经无法定位无人机10得到准确的当前大地定位坐标，因此也就无法依据最新的当前大地定位坐标和最新的当前视觉定位坐标进行计算更新坐标转换矩阵。此时，无人机10即以GPS定位设备200工作异常前最后更新的坐标转换矩阵，作为将由视觉惯导里程计300定位无人机10获得的当前视觉定位坐标变换到大地坐标系下的目标转换矩阵。

子步骤S212，依据目标转换矩阵将视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系下的坐标。

相应地，当根据子步骤S212获得目标转换矩阵后，即依据该目标转换矩阵对视觉惯导里程计300定位无人机10获得的当前视觉定位坐标进行处理，进而将当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系下的坐标，以实现无人机10的连续定位。

步骤S220，将转换后的坐标作为无人机的当前定位坐标。

相应地，在根据步骤S210将视觉惯导里程计300定位无人机10获得的当前视觉定位坐标转换为大地坐标系中的坐标后，无人机10即以该转换后的坐标作为无人机10的当前定位坐标进行定位，以实现无人机10的连续定位。

基于上述设计，本发明实施例所提供的一种飞行定位方法，通过在确定GPS定位设备200工作异常时，将视觉惯导里程计300定位获得的当前视觉定位坐标转换为大地坐标系下的坐标，并将该转换后的坐标作为无人机10的当前定位坐标，相比于现有技术，以使视觉惯导里程计300定位获得的当前视觉定位坐标在GPS定位设备200工作异常后，与GPS定位设备200工作正常时无人机10的当前定位坐标相配合，能够实现无人机10在GPS定位设备200工作异常条件下的连续定位。

作为一种实施方式，请继续参阅图2，在本发明实施例中，该依据步骤S100判定GPS定位设备200工作正常时，该飞行定位方法还包括以下步骤：

步骤S310，按照预设的时间间隔更新坐标转换矩阵。

如上所述，由于将视觉惯导里程计300对无人机10进行定位得到的当前视觉定位坐标变换到大地坐标系下，需要依靠坐标变化矩阵，其中，该坐标转换矩阵表征用于将视觉惯导里程计300的视觉定位坐标系与大地坐标系相互转换的矩阵。因此，当GPS定位设备200工作正常后，无人机10即按照预设的时间间隔恢复更新坐标转换矩阵，以提供最新的坐标转换矩阵将由视觉惯导里程计300定位无人机10获得的当前视觉定位坐标变换到大地坐标系下。

步骤S320，以GPS定位设备和视觉惯导里程计共同进行定位，以得到无人机的当前定位坐标。

相应地，如上所述，由于GPS定位设备200定位无人机10获得当前大地定位坐标精度较高，无人机10在飞行定位时，仍主要以GPS定位设备200进行定位为主。因此，在本发明实施例中，当GPS定位设备200工作正常时，无人机10即依据GPS定位设备200和视觉惯导里程计300共同进行定位，以得到无人机10的当前定位坐标。

并且，如上所述，在利用GPS定位设备200与视觉惯导里程计300共同进行定位是，由于视觉惯导里程计300对无人机10进行定位得到的当前视觉定位坐标是无人机10在视觉惯导里程计300的视觉惯导坐标系下的坐标，而在GPS定位设备200工作正常时定位无人机10所得到的坐标为大地坐标系下的坐标，两者各自所得到的坐标处于不同的坐标系，不能直接进行融合定位。因此，需要将两者各自定位无人机10得到的坐标统一在相同的坐标系下。

具体地，本发明实施例所提供的一种实施方式为：将视觉惯导里程计300定位无人机10所获得的当前视觉定位坐标变换到大地坐标系下后，再与GPS定位设备200定位无人机10得到的当前大地定位坐标进行融合，得到无人机10的当前定位坐标

具体地，请参阅图4，图4为图2中步骤S320的子步骤的一种示意性流程图，在本发明实施例中，步骤S320包括以下子步骤：

子步骤S321，依据最新更新的坐标转换矩阵将视觉惯导里程计定位得到的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中坐标，作为当前视觉转换坐标。

具体地，在利用GPS定位设备200和视觉惯导里程计300共同进行定位时，由于GPS定位设备200处于正常工作状态，无人机10即按照预设的时间间隔更新坐标转换矩阵。此时，无人机10即利用最新更新的坐标转换矩阵，将视觉惯导里程计300定位无人机10获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系下的坐标，作为当前视觉转换坐标。

子步骤S322，依据当前视觉转换坐标及GPS定位设备定位的当前大地定位坐标，得到无人机的当前定位坐标。

依据子步骤S321获得的的当前视觉转换坐标为当前视觉定位坐标在大地坐标系下的坐标，与GPS定位设备200定位无人机10所获得的当前大地定位坐标为同一坐标系下的坐标，此时无人机10即将该当前视觉转换坐标和GPS定位设备200定位无人机10得到的当前大地定位坐标相融合，得到无人机10的当前定位坐标。

具体地，将当前视觉转换坐标和当前大地定位坐标相融合的方式为：采用滤波融合处理当前视觉转换坐标及GPS定位设备200定位的当前大地定位坐标，以得到无人机10的当前定位坐标。例如，在采用互补滤波将当前视觉转换坐标和当前大地定位坐标相融合，或者采用卡尔曼滤波将当前视觉转换坐标和当前大地定位坐标相融合等等。

值得说明的是，在本发明实施例中，步骤S310与步骤S320之间并没有先后顺序，可以是先执行步骤S310再执行步骤S320，也可以是先执行步骤S320再执行步骤S310，这取决于实际的应用场景以及所涉及的具体功能设置而定。比如说，GPS定位设备200在持续地正常工作过程中，无人机10持续地执行步骤S310按照预设的时间间隔更新坐标转换矩阵，并且持续地执行步骤S320以GPS定位设备200和视觉惯导里程计300共同进行定位，且在利用GPS定位设备200和视觉惯导里程计300共同定位时，需要依据最新更新的坐标转换矩阵，但这与共同定位的时刻是否在更新坐标转换矩阵并没有关系。

并且，值得说明的是，由于确定GPS定位设备200工作正常包含两种情况：其一是GPS定位设备200在持续性正常工作，此过程不含有GPS定位设备200异常工作的节点；其二是GPS定位设备200在工作异常后恢复工作正常。

无人机10在判定GPS定位设备200恢复正常工作的条件可采用与判定GPS定位设备200工作异常的条件完全相反的条件，即：当GPS定位设备200连接的卫星数量大于或等于第一预设数量，且GPS定位设备200的移动速度小于或等于第一预设速度，且GPS定位设备200在第一预设时间范围内更新数据正常，且GPS定位设备200在连续的两次定位距离差值小于或等于第一预设距离阀值；当然，可以理解，无人机10在判定GPS定位设备200恢复正常工作的条件还可以采用与判定GPS定位设备200工作异常的条件不完全相关的条件，比如GPS定位设备200连接的卫星数量恢复至第二预设数量，例如上述实例中判定GPS定位设备200工作异常的卫星数量为5颗，在后续判定GPS定位设备200恢复工作正常的卫星数量可以设置为7颗或者8颗等。

并且，可以理解，在本发明实施例其他的一些实施方式中，以GPS定位设备200和视觉惯导里程计300共同进行定位的方式还可以是：将GPS定位设备200定位无人机10得到的当前大地定位坐标变换到视觉惯导里程计300的视觉坐标系下，再与视觉惯导里程计300定位无人机10得到的当前视觉定位坐标进行融合，再将融合后的坐标变换到大地坐标系下，最终得到无人机10的当前定位坐标。

基于上述设计，本发明实施例所提供的一种飞行定位方法，通过利用GPS定位设备200与视觉惯导里程计300相配合的方式共同对无人机10进行定位，进而得到无人机10在GPS定位设备200工作正常条件下的的当前定位坐标，使无人机10的当前定位坐标由当前大地定位坐标与当前视觉定位坐标融合后获得，提升了无人机10定位的准确度。

请参阅图5，图5示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位装置400的一种示意性结构图，该飞行定位装置400应用于如图1所示的无人机10，在本发明实施例中，该飞行定位装置400包括GPS定位设备200监测模块410、坐标转换模块420及定位坐标输出模块430。

GPS定位设备200监测模块410用于确定所述GPS定位设备200是否工作异常。

坐标转换模块420用于将所述视觉惯导里程计300定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标。

具体地，请参阅图6，图6示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位装置400的坐标转换模块420的一种示意性结构图，在本发明实施例中，该坐标转换模块420包括目标转换矩阵查找单元421及坐标转换计算单元422。

目标转换矩阵查找单元421用于确定出所述GPS定位设备200工作异常前最后更新的所述坐标转换矩阵作为目标转换矩阵。

坐标转换计算单元422用于依据所述目标转换矩阵将所述视觉惯导里程计300定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系下的坐标。

请继续参阅图5，定位坐标输出模块430用于将所述转换后的坐标作为所述无人机10的当前定位坐标。

作为一种实施方式，请继续参阅图5，在本发明实施例中，该飞行定位装置400还包括坐标转换矩阵更新模块440，该坐标转换矩阵更新模块440用于按照预设的时间间隔更新坐标转换矩阵，其中，所述坐标转换矩阵表征用于将所述视觉惯导里程计300的视觉定位坐标系与所述大地坐标系相互转换的矩阵。

作为一种实施方式，请继续参阅图5，在本发明实施例中，该飞行定位装置400还包括融合坐标输出模块450，该融合坐标输出模块450用于以所述GPS定位设备200和所述视觉惯导里程计300共同进行定位，以得到所述无人机10的当前定位坐标。

具体地，请参阅图7，图7示出了本发明实施例所提供的一种飞行定位装置400的融合坐标输出模块450的一种示意性结构图，在本发明实施例中，该融合坐标输出模块450包括视觉坐标转换单元451及定位坐标融合单元452。

视觉坐标转换单元451用于依据最新更新的坐标转换矩阵将所述视觉惯导里程计300定位得到的当前视觉定位坐标转换为在所述大地坐标系中坐标，作为当前视觉转换坐标。

定位坐标融合单元452用于依据所述当前视觉转换坐标及所述GPS定位设备200定位的当前大地定位坐标，得到所述无人机10的当前定位坐标。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本发明实施例所提供的一种飞行定位方法、装置及无人机10，通过在确定GPS定位设备200工作异常时，将视觉惯导里程计300定位获得的当前视觉定位坐标转换为大地坐标系下的坐标，并将该转换后的坐标作为无人机10的当前定位坐标，相比于现有技术，以使视觉惯导里程计300定位获得的当前视觉定位坐标在GPS定位设备200工作异常后，与GPS定位设备200工作正常时无人机10的当前定位坐标相配合，能够实现无人机10在GPS定位设备200工作异常条件下的连续定位；还通过利用GPS定位设备200与视觉惯导里程计300相配合的方式共同对无人机10进行定位，进而得到无人机10在GPS定位设备200工作正常条件下的的当前定位坐标，使无人机10的当前定位坐标由当前大地定位坐标与当前视觉定位坐标融合后获得，提升了无人机10定位的准确度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种飞行定位方法，其特征在于，应用于无人机，所述无人机配置有GPS定位设备及视觉惯导里程计，所述方法包括：

确定所述GPS定位设备工作异常；

将所述视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标；

将所述转换后的坐标作为所述无人机的当前定位坐标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视觉惯导里程计使用摄像设备及惯性测量单元进行定位获得所述当前视觉定位坐标。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定GPS定位设备工作正常；

按照预设的时间间隔更新坐标转换矩阵，其中，所述坐标转换矩阵表征用于将所述视觉惯导里程计的视觉定位坐标系与所述大地坐标系相互转换的矩阵。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标的步骤，包括：

确定出所述GPS定位设备工作异常前最后更新的所述坐标转换矩阵作为目标转换矩阵；

依据所述目标转换矩阵将所述视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系下的坐标。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定GPS定位设备工作异常的步骤包括以下任一种或多种：

所述GPS定位设备连接的卫星数小于第一预设数量；

所述GPS定位设备的移动速度大于第一预设速度；

所述GPS定位设备在第一预设时间范围内更新数据异常；

所述GPS定位设备在连续的两次定位距离差值大于第一预设距离阀值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述GPS定位设备工作正常；

以所述GPS定位设备和所述视觉惯导里程计共同进行定位，以得到所述无人机的当前定位坐标。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述以所述GPS定位设备和所述视觉惯导里程计共同进行定位，以得到所述无人机的当前定位坐标的步骤，包括：

依据最新更新的坐标转换矩阵将所述视觉惯导里程计定位得到的当前视觉定位坐标转换为在所述大地坐标系中坐标，作为当前视觉转换坐标；

依据所述当前视觉转换坐标及所述GPS定位设备定位的当前大地定位坐标，得到所述无人机的当前定位坐标。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述当前视觉转换坐标及所述GPS定位设备定位的当前大地定位坐标，得到所述无人机的当前定位坐标的步骤，包括：

采用滤波融合处理所述当前视觉转换坐标及所述GPS定位设备定位的当前大地定位坐标，得到所述无人机的当前定位坐标。

9.一种飞行定位装置，其特征在于，应用于无人机，所述无人机配置有GPS定位设备及视觉惯导里程计，所述装置包括：

GPS定位设备监测模块，用于确定所述GPS定位设备是否工作异常；

坐标转换模块，用于将所述视觉惯导里程计定位获得的当前视觉定位坐标转换为在大地坐标系中的坐标；

定位坐标输出模块，用于将所述转换后的坐标作为所述无人机的当前定位坐标。

10.一种无人机，其特征在于，包括飞行控制器、GPS定位设备及视觉惯导里程计，所述飞行控制器分别与所述GPS定位设备及所述视觉惯导里程计均建立通信；

所述视觉惯导里程计用于获得所述无人机在视觉定位坐标系下的当前视觉定位坐标并发送给所述飞行控制器；

所述GPS定位设备用于获得所述无人机在大地坐标系下的当前大地定位坐标并发送给所述飞行控制器；

所述飞行控制器用于依据所述当前视觉定位坐标及所述当前大地定位坐标，生成所述无人机的当前定位坐标；

所述飞行控制器还用于，当所述GPS定位设备工作异常时，将所述当前视觉定位坐标转换至大地坐标系下的坐标，并将转换得到的坐标作为所述无人机的当前定位坐标。