CN109520501B - 一种人在回路的无人机视觉导航方法 - Google Patents

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    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations

Abstract

本发明属于导航技术领域,涉及一种人在回路的无人机视觉导航方法。无人机处于自主驾驶模式，根据自身导航系统工作状态进行判断，是否发出人工干预请求；操作人员根据无人机的请求进行人工操作，人工干预过程中操作人员不需要引导无人机完成整个飞行过程，只需要纠正无人机的飞行轨迹，并使其摄像头拍到的照片足以重新与数据库匹配，即恢复自主飞行；同时，人工干预过程中，无人机将记录其摄像头拍摄的图像，以及与之同步的飞行操作。该数据将被返回到数据库中，用于建立或修正自主驾驶的数据库。本发明的效果和益处是在无人机飞行过程中提供人工干预，并使人工干预的工作量降低。

Description

一种人在回路的无人机视觉导航方法
技术领域
本发明属于导航技术领域，涉及无人机导航方法，尤其涉及一种人在回路的无人机视觉导航方法。
背景技术
城市环境下由于众多建筑物的遮挡，使得GNSS服务时有中断。尤其是在无人机配送服务的末端，无人机需要降低高度接近用户时，中断现象更加频繁。无人机还可以通过视频方式导航，但由于图片的文件较大，不能频繁的采样。同时，城市建设或天气原因也可能改变统一路径上的图像信息。综上，图像导航的可靠性依然不高。这使得完全自动的无人机配送困难重重。而全部由人工驾驶的无人机配送系统则需要大量有经验的操作员，其人力成本过高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种无人机自动/受控飞行过程中降低人力干预的方法。无人机根据自身导航系统工作状态进行判断并发出人工干预请求，控制中心的操作人员根据无人机的请求进行人工操作；并且，操作人员不需要引导无人机完成整个飞行过程，只需要纠正无人机的飞行轨迹，并使其摄像头拍到的照片足以重新与数据库匹配，即恢复自主飞行。整个人工干预过程中，无人机将记录其摄像头拍摄的图像，以及与之同步的飞行操作。该数据将被返回到数据库中，用于建立或修正自主驾驶的数据库。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种人在回路的无人机视觉导航方法，包括以下步骤：
1)无人机处于自主驾驶模式，根据自身导航系统工作状态进行判断，是否发出人工干预请求；当需要人工干预时，如自主导航手段失效、目标位置无法自动到达等原因，无人机向控制中心发出求助人工干预的信号。
2)控制中心接到请求后安排操作员接管无人机。操作员在操作无人机时，控制中心会在图像数据库中寻找无人机目前最可能看到的数据库中的场景的图片，并显示给操作人员。
所述的“最可能看到的照片”可以根据如下方法得到：控制中心以无人机失去自动导航能力之前所自主计算出的最后一批位置信息为基准，到数据库中搜索于此位置最接近的位置所对应的图片，并将其显示给操作人员；或者，根据无人机目前拍摄到的照片，与数据库中的图片进行对比，得出最相似的一张或多张图片，并将其显示给操作人员。
操作人员的操作界面上会同时显示当前实时的无人机采集的图像，以及上述的“无人机目前最可能看到的数据库中的场景的图片”。操作人员控制无人机向预定目标飞行，飞行过程中尽量使“实时的无人机采集的图像”复现“无人机目前最可能看到的数据库中的场景的图片”。
3)操作人员接管过程中，不需要引导无人机完成整个飞行过程，只需要纠正无人机的飞行轨迹，并使其摄像头拍到的图像重新与数据库匹配，匹配后无人机恢复自主驾驶模式。
同时，在整个人工干预过程中，无人机将记录其摄像头拍摄的图像，以及与之同步的飞行操作。该数据将被返回到数据库中，用于建立或修正自主驾驶的数据库。
本发明的效果和益处是在无人机飞行过程中提供人工干预，并使人工干预的工作量降低。
具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。
将飞行过程分为两个阶段：巡航阶段和寻的阶段。巡航阶段中，无人机提高飞行高度，在GPS系统的指引下到达目标点上空；而后降低高度，进入寻的阶段。若该路线已在数据库中有备案，则查找该路线的图像数据库，开始进行图像导航，并按照下述过程进行人工干预
1)若图像导航失效，无人机向控制中心发出求助人工干预的信号；
2)控制中心接到请求后安排操作员接管无人机；
3)操作员在操作无人机时，控制中心会根据无人机失去导航能力前的最后位置和无人机当时所处的方向信息，以及无人机当前拍摄到的图像在图像数据库中寻找无人机目前最可能看到的场景的图片A，并显示给操作人员；
4)操作人员不需要引导无人机完成整个飞行过程，只需要纠正无人机的飞行轨迹，并使其摄像头拍到的照片足以与A匹配；
5)无人机摄像头拍到的图像与A匹配后，即恢复自主驾驶模式；
6)整个人工干预过程中，无人机将记录其摄像头拍摄的图像，以及与之同步的飞行操作。该数据将被返回到数据库中，用于建立或修正自主驾驶的数据库。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种人在回路的无人机视觉导航方法，其特征在于，包括以下内容：
1)无人机处于自主驾驶模式，根据自身导航系统工作状态进行判断，是否发出人工干预请求；
2)控制中心接到请求后安排操作员接管无人机；操作员在操作无人机时，控制中心会在图像数据库中寻找无人机目前最可能看到的数据库中的场景图片，并显示给操作人员；操作人员的操作界面上会同时显示该场景图片及当前实时的无人机采集的图像，操作人员控制无人机向预定目标飞行，飞行过程中使“无人机实时采集的图像”复现“无人机目前最可能看到的数据库中的场景图片”；
3)操作人员接管过程中，不需要引导无人机完成整个飞行过程，只需要纠正无人机的飞行轨迹，并使其摄像头拍到的图像重新与数据库匹配，匹配后无人机恢复自主驾驶模式；
同时，在整个人工干预过程中，无人机将记录其摄像头拍摄的图像，以及与之同步的飞行操作；该数据将被返回到数据库中，用于建立或修正自主驾驶的数据库；
所述的“最可能看到的数据库中的场景图片”根据以下方法得到：控制中心以无人机失去自动导航能力之前所自主计算出的最后一批位置信息为基准，到数据库中搜索于此位置最接近的位置所对应的图片，并将其显示给操作人员；或者，根据无人机目前拍摄到的照片，与数据库中的图片进行对比，得出最相似的一张或多张图片，并将其显示给操作人员。
2.根据权利要求1所述的一种人在回路的无人机视觉导航方法，其特征在于，步骤1)中当无人机自主导航手段失效、目标位置无法自动到达是，向控制中心发出求助人工干预的信号。
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