CN111610544A - 一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法 - Google Patents

一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，包括以下步骤：穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上；本发明通过采用三个距离信号发射器组成的固定三角形加以辅助定位，解决了现有的导盲无人机系统大多数是基于AI图形图像识别定位的无人机导盲技术，存在计算量大，精度受限，容易被遮挡的问题，该为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，具备高精度且防遮挡的优点，可以在盲人不影响日常穿着及各项身体活动的情况下，让导盲无人机设备准感知自身相对于盲人的坐标，在盲人位置发生改变时，导盲无人机能准确感知自身坐标变化并据此调整自身位置从而保持与盲人相对固定的位置。

Description

一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步，对于盲人导航早已不仅局限于使用导盲犬以及导盲杆的应用，随着无人机的应用普遍，目前市面出现了导盲无人机系统，然而现有的导盲无人机系统大多数是基于AI图形图像识别定位的无人机导盲技术，存在计算量大，精度受限，容易被遮挡。
为了实现利用无人机为盲人自主导盲的一个重要环节就是需要无人机能够保持与盲人相对固定的位置，为此，我们提出了一种能让这种无人机导盲设备对盲人保持相对固定位置的定位方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，具备高精度且防遮挡的优点，解决了现有的导盲无人机系统大多数是基于AI图形图像识别定位的无人机导盲技术，存在计算量大，精度受限，容易被遮挡的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，包括以下步骤：
步骤1：穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上；
步骤2：连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接；
步骤3：初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离；
步骤4：精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；
步骤5：跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
优选的，所述束缚带上距离信号发射器的数量为三个，可记作A、B、C三点方位，所述无人机上接收定位器的数量为一个，可记作P点方位。
优选的，所述连接方式可通过WiFi、蓝牙、4G、LTE、全球微波互联接入、自定义的调制方式或通讯协议中的任意一种方式进行连接。
优选的，在步骤(3)中，接收定位器P点通过接收三个距离信号发射器A、B、C的距离信号，确认并记录AP、BP、CP的初始距离。
优选的，在步骤(4)中，因三个距离信号发射器的位置固定不变，可形成为一个ABC三角形状，三角形ABC与接收定位器P点形成了一个虚拟的三角锥体ABCP，在ABC三角形的上方，接收定位器P点位置可以确定却只有一点。
优选的，在步骤(5)中，当三角形ABC移动到新的位置时，可将新的位置记作新三角A'B'C'，此时PA'、PB'、PC'的距离变化被接收定位器P接收感知，可经过数据处理感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，使接收定位器P点移动到新的位置，记作P'点，从而保持新三角锥体A'B'C'P'与初始三角锥体ABCP一致。
优选的，所述束缚带可附着于人体腰部(髋部)，人体腰部(髋部)即为中枢位置。
优选的，所述距离信号发射器用于将接收定位器获得的辅助全球卫星定位系统信息发送给与无线终端连接的无人机，以使无人机根据辅助全球卫星定位系统信息进行定位。
优选的，所述接收定位器通过蜂窝网络从基站获得辅助全球卫星定位系统信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过采用三个距离信号发射器组成的固定三角形加以辅助定位，解决了现有的导盲无人机系统大多数是基于AI图形图像识别定位的无人机导盲技术，存在计算量大，精度受限，容易被遮挡的问题，该为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，具备高精度且防遮挡的优点，可以在盲人不影响日常穿着及各项身体活动的情况下，让导盲无人机设备准感知自身相对于盲人的坐标，在盲人位置发生改变时，导盲无人机能准确感知自身坐标变化并据此调整自身位置从而保持与盲人相对固定的位置。
具体实施方式
下面将通过实施例的方式对本发明作更详细的描述，这些实施例仅是举例说明性的而没有任何对本发明范围的限制。
本发明提供一种技术方案：一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，包括以下步骤：
步骤1：穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上；
步骤2：连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接；
步骤3：初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离；
步骤4：精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；
步骤5：跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
实施例一：
穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上，束缚带可附着于人体腰部(髋部)，人体腰部(髋部)即为中枢位置；连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接，连接方式可通过WiFi、蓝牙、4G、LTE、全球微波互联接入、自定义的调制方式或通讯协议中的任意一种方式进行连接；初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离，距离信号发射器用于将接收定位器获得的辅助全球卫星定位系统信息发送给与无线终端连接的无人机，以使无人机根据辅助全球卫星定位系统信息进行定位，接收定位器通过蜂窝网络从基站获得辅助全球卫星定位系统信息；精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
实施例二：
束缚带上距离信号发射器的数量为三个，可记作A、B、C三点方位，所述无人机上接收定位器的数量为一个，可记作P点方位。
穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上，束缚带可附着于人体腰部(髋部)，人体腰部(髋部)即为中枢位置；连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接，连接方式可通过WiFi、蓝牙、4G、LTE、全球微波互联接入、自定义的调制方式或通讯协议中的任意一种方式进行连接；初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离，距离信号发射器用于将接收定位器获得的辅助全球卫星定位系统信息发送给与无线终端连接的无人机，以使无人机根据辅助全球卫星定位系统信息进行定位，接收定位器通过蜂窝网络从基站获得辅助全球卫星定位系统信息；精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
实施例三：
束缚带上距离信号发射器的数量为三个，可记作A、B、C三点方位，所述无人机上接收定位器的数量为一个，可记作P点方位。
接收定位器P点通过接收三个距离信号发射器A、B、C的距离信号，确认并记录AP、BP、CP的初始距离。
穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上，束缚带可附着于人体腰部(髋部)，人体腰部(髋部)即为中枢位置；连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接，连接方式可通过WiFi、蓝牙、4G、LTE、全球微波互联接入、自定义的调制方式或通讯协议中的任意一种方式进行连接；初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离，距离信号发射器用于将接收定位器获得的辅助全球卫星定位系统信息发送给与无线终端连接的无人机，以使无人机根据辅助全球卫星定位系统信息进行定位，接收定位器通过蜂窝网络从基站获得辅助全球卫星定位系统信息；精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
实施例四：
束缚带上距离信号发射器的数量为三个，可记作A、B、C三点方位，所述无人机上接收定位器的数量为一个，可记作P点方位。
接收定位器P点通过接收三个距离信号发射器A、B、C的距离信号，确认并记录AP、BP、CP的初始距离。
因三个距离信号发射器的位置固定不变，可形成为一个ABC三角形状，三角形ABC与接收定位器P点形成了一个虚拟的三角锥体ABCP，在ABC三角形的上方，接收定位器P点位置可以确定且只有一点。
穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上，束缚带可附着于人体腰部(髋部)，人体腰部(髋部)即为中枢位置；连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接，连接方式可通过WiFi、蓝牙、4G、LTE、全球微波互联接入、自定义的调制方式或通讯协议中的任意一种方式进行连接；初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离，距离信号发射器用于将接收定位器获得的辅助全球卫星定位系统信息发送给与无线终端连接的无人机，以使无人机根据辅助全球卫星定位系统信息进行定位，接收定位器通过蜂窝网络从基站获得辅助全球卫星定位系统信息；精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
实施例五：
束缚带上距离信号发射器的数量为三个，可记作A、B、C三点方位，所述无人机上接收定位器的数量为一个，可记作P点方位。
接收定位器P点通过接收三个距离信号发射器A、B、C的距离信号，确认并记录AP、BP、CP的初始距离。
因三个距离信号发射器的位置固定不变，可形成为一个ABC三角形状，三角形ABC与接收定位器P点形成了一个虚拟的三角锥体ABCP，在ABC三角形的上方，接收定位器P点位置可以确定且只有一点。
当三角形ABC移动到新的位置时，可将新的位置记作新三角A'B'C'，此时PA'、PB'、PC'的距离变化被接收定位器P接收感知，可经过数据处理感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，使接收定位器P点移动到新的位置，记作P'点，从而保持新三角锥体A'B'C'P'与初始三角锥体ABCP一致。
穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上，束缚带可附着于人体腰部(髋部)，人体腰部(髋部)即为中枢位置；连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接，连接方式可通过WiFi、蓝牙、4G、LTE、全球微波互联接入、自定义的调制方式或通讯协议中的任意一种方式进行连接；初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离，距离信号发射器用于将接收定位器获得的辅助全球卫星定位系统信息发送给与无线终端连接的无人机，以使无人机根据辅助全球卫星定位系统信息进行定位，接收定位器通过蜂窝网络从基站获得辅助全球卫星定位系统信息；精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：穿戴：将具有距离信号发射器的束缚带捆绑与使用者的身体上；
步骤2：连接：无人机通过无线连接的方式与具有距离信号发射器的束缚带建立连接；
步骤3：初始定位：将无人机起飞后置于使用者人体的右上方，无人机上接收定位器通过接收距离信号发射器的距离信号，确认并记录初始距离；
步骤4：精确定位：束缚带上的距离信号发射器保持稳定，距离信号发射器与接收定位器形成了一个虚拟的固定形状，在束缚带的上方，无人机点位具有唯一性；
步骤5：跟随定位：当使用者携带束缚带移动时，移动后的距离变化被无人机上的接收定位器接收感知，即可感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，能够与初始距离一致，辅助实现导盲无人机对人体的跟随定位。
2.根据权利要求1所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：所述束缚带上距离信号发射器的数量为三个，可记作A、B、C三点方位，所述无人机上接收定位器的数量为一个，可记作P点方位。
3.根据权利要求1所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：所述连接方式可通过WiFi、蓝牙、4G、LTE、全球微波互联接入、自定义的调制方式或通讯协议中的任意一种方式进行连接。
4.根据权利要求2所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：在步骤(3)中，接收定位器P点通过接收三个距离信号发射器A、B、C的距离信号，确认并记录AP、BP、CP的初始距离。
5.根据权利要求2所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：在步骤(4)中，因三个距离信号发射器的位置固定不变，可形成为一个ABC三角形状，三角形ABC与接收定位器P点形成了一个虚拟的三角锥体ABCP，在ABC三角形的上方，接收定位器P点位置可以确定且只有一点。
6.根据权利要求1所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：在步骤(5)中，当三角形ABC移动到新的位置时，可将新的位置记作新三角A'B'C'，此时PA'、PB'、PC'的距离变化被接收定位器P接收感知，可经过数据处理感知人体发生位移，此时，导盲无人机即刻据此调整自身位置飞行，使接收定位器P点移动到新的位置，记作P'点，从而保持新三角锥体A'B'C'P'与初始三角锥体ABCP一致。
7.根据权利要求1所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：所述束缚带可附着于人体腰部(髋部)，人体腰部(髋部)即为中枢位置。
8.根据权利要求1所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：所述距离信号发射器用于将接收定位器获得的辅助全球卫星定位系统信息发送给与无线终端连接的无人机，以使无人机根据辅助全球卫星定位系统信息进行定位。
9.根据权利要求8所述的一种为导盲无人机系统进行跟随定位的辅助方法，其特征在于：所述接收定位器通过蜂窝网络从基站获得辅助全球卫星定位系统信息。
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