CN111667531A - 定位方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种定位方法及装置，涉及电子信息技术领域，能够解决在电磁波信号较差的飞行区域对飞行装置定位不准确的问题。具体技术方案为：获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，至少一个基本图像包括目标基本图像，目标基本图像为飞行装置当前所在区域的图像；根据至少一个基本图像获取拼接图像；根据拼接图像在参考图像中确定飞行装置的飞行区域；确定飞行装置相对于目标基本图像的位置；根据飞行装置相对于目标基本图像的位置确定飞行装置在参考图像中的位置。本公开用于对飞行装置定位。

Description

定位方法及装置
技术领域
本公开涉及电子信息技术领域，尤其涉及定位方法及装置。
背景技术
随着飞行装置技术的发展，飞行装置技术应用到了很多领域，例如，航拍、运输、监测等。在飞行装置飞行过程中，通常要对飞行装置进行定位和导航，例如，通过GPS(英文：Global Positioning System，GPS)定位，或者通过其他无线电信号进行定位，但是，这些定位方式都存在明显缺陷，例如GPS信号需要保证在能够接收/发送电磁波信号的地方，在电磁波信号较差的飞行区域，无法实现对飞行装置定位。
发明内容
本公开实施例提供一种定位方法及装置，能够解决在电磁波信号较差的飞行区域对飞行装置定位不准确的问题，所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种定位方法，该方法包括：
获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，至少一个基本图像包括目标基本图像，目标基本图像为飞行装置当前所在区域的图像；
根据至少一个基本图像获取拼接图像；
根据拼接图像在参考图像中确定飞行装置的飞行区域；
确定飞行装置相对于目标基本图像的位置；
根据飞行装置相对于目标基本图像的位置确定飞行装置在参考图像中的位置。
通过飞行装置拍摄的图像，确定飞行装置在参考图像中的位置，以此实现对飞行装置的定位，不需要依赖电磁波信号的强弱，即使在信号不好的区域，在保证定位精度的前提下，也能够对飞行装置进行定位。
在一个实施例中，确定飞行装置相对于目标基本图像的位置，包括：
根据目标基本图像，利用成像逆变换算法确定飞行装置相对于目标基本图像的位置。
在一个实施例中，根据至少一个基本图像获取拼接图像，包括：
将至少一个基本图像根据拍摄的时间顺序进行拼接，得到拼接图像。
在一个实施例中，根据拼接图像在参考图像中确定飞行装置的飞行区域，包括：
将拼接图像与参考图像中每一个区域进行比对，参考图像包括至少一个区域；
将参考图像中与拼接图像相同的区域确定为飞行装置的飞行区域。
在一个实施例中，获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，包括：
接收飞行装置发送的至少一个基本图像。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种定位装置，该定位装置包括：获取模块、拼接模块、区域确定模块、第一定位模块和第二定位模块；
其中，获取模块，用于获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，至少一个基本图像包括目标基本图像，目标基本图像为飞行装置当前所在区域的图像；
拼接模块，用于根据至少一个基本图像获取拼接图像；
区域确定模块，用于根据拼接图像在参考图像中确定飞行装置的飞行区域；
第一定位模块，用于确定飞行装置相对于目标基本图像的位置；
第二定位模块，用于根据飞行装置相对于目标基本图像的位置确定飞行装置在参考图像中的位置。
在一个实施例中，第一定位模块，还用于根据目标基本图像，利用成像逆变换算法确定飞行装置相对于目标基本图像的位置。
在一个实施例中，拼接模块，还用于将至少一个基本图像根据拍摄的时间顺序进行拼接，得到拼接图像。
在一个实施例中，区域确定模块包括：比对单元和判断单元；
比对单元，用于将拼接图像与参考图像中每一个区域进行比对，参考图像包括至少一个区域；
判断单元，用于将参考图像中与拼接图像相同的区域确定为飞行装置的飞行区域。
在一个实施例中，获取模块包括接收单元；
接收单元，用于接收飞行装置发送的至少一个基本图像。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本公开实施例提供的一种定位方法的流程图；
图2是本公开实施例提供的一种飞行装置飞行区域示意图；
图3是本公开实施例提供的一种飞行装置位置示意图；
图4是本宫公开实施例提供的一种成像逆变换说明示意图；
图5是本公开实施例提供的一种定位装置的结构图；
图6是本公开实施例提供的一种定位装置的结构图；
图7是本公开实施例提供的一种定位装置的结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本公开实施例提供一种定位方法，应用于定位装置，如图1所示，图1是本公开实施例提供的一种定位方法的流程图，本公开实施例提供的定位方法包括以下步骤：
101、获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像。
至少一个基本图像包括目标基本图像，目标基本图像为飞行装置当前所在区域的图像。飞行装置可以是无人机。
在一个实施例中，获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，包括：接收飞行装置发送的至少一个基本图像。
需要说明的是，飞行装置拍摄的至少一个基本图像可以是从上向下，以俯视的角度对地面进行拍摄，在一种应用场景中，飞行装置以俯视的角度，对地面进行连续拍摄，得到连续的基本图像。
102、根据至少一个基本图像获取拼接图像。
在一个实施例中，根据至少一个基本图像获取拼接图像，包括：
将至少一个基本图像根据拍摄的时间顺序进行拼接，得到拼接图像。在一种应用场景中，拼接图像中的道路可以连接形成路网，便于对道路上的移动装置进行定位。
103、根据拼接图像在参考图像中确定飞行装置的飞行区域。
参考图像是预先存储的飞行装置飞行地的图像，例如，飞行装置在A城市执行飞行任务，则参考图像可以是A城市从上向下拍摄的图像，与地图不同的是，参考图像是飞行装置拍摄的照片拼接而成的。飞行装置通过拍摄图像，拼接出A城市的参考图像，之后，当飞行装置在A城市执行飞行任务时，飞行装置实时拍摄地面图像，即基本图像，拼接之后，形成拼接图像，利用拼接图像与预先生成的参考图像进行对比即可确定飞行装置当前的飞行区域。
在一个实施例中，根据拼接图像在参考图像中确定飞行装置的飞行区域，包括：
将拼接图像与参考图像中每一个区域进行比对，参考图像包括至少一个区域；将参考图像中与拼接图像相同的区域确定为飞行装置的飞行区域。
例如，参考图像分为9个区域，第1区域到第9区域，经过对比，拼接图像是第2区域的一部分，或者拼接图像包含第2区域的全部，则可确定拼接图像在参考图像中的位置，然后根据飞行装置按照时间顺拍摄的最新的一张基本图像的位置，即可确定飞行装置当前的飞行区域。
以图2为例，图2是本公开实施例提供的一种飞行装置飞行区域示意图，在图2中，参考图像分为4个区域，拼接图像是第二区域的一部分，拼接图像包含3个基本图像，按照时间顺序分别是第1基本图像、第2基本图像和第3基本图像，则根据拼接图像中最新拍摄的基本图像，可以确定飞行装置当前的飞行区域在第3基本图像所显示的区域。
104、确定飞行装置相对于目标基本图像的位置。
需要说明的是，目标基本图像可以是飞行装置最新拍摄的基本图像，确定飞行装置相对于目标基本图像的位置即可以确定飞行装置当前飞行的位置。飞行装置的位置可能在目标基本图像内，也可以在目标基本图像之外，确定飞行装置相对于目标基本图像的位置可以有多种实现方式，此处，列举三种具体的实现方式进行说明，当然，此处只是示例性说明，并不代表本公开局限于此：
在第一种实现方式中，飞行装置在目标基本图像中对应的位置是固定的，根据预先存储的定位坐标，即可确定飞行装置在目标基本图像种的位置。
如图3所示，图3是本公开实施例提供的一种飞行装置位置示意图，飞行装置可以定位在目标基本图像的中心，或者在目标基本图像底边的中点。从目标基本图像的中心，向飞行装置飞行方向相反的方向延申所相交的边为底边。
在第二种实现方式中，确定飞行装置相对于目标基本图像的位置，包括：
根据目标基本图像，利用成像逆变换算法确定飞行装置相对于目标基本图像的位置。
例如：如图4所示，图4是本宫公开实施例提供的一种成像逆变换说明示意图，根据步骤103中拼接图像和参考图像的匹配结果，得到目标基本图像中每一个参考点的地理坐标。然后，根据参考点的像素坐标(即参考点在目标基本图像中像素排列的位置)，及其地理坐标，利用单目视觉成像过程几何关系，反推飞行装置的位置。
假设参考点为P点，P点在机载成像平台中的像素坐标为I，他们之间的坐标转换关系可以由公式(1)进行描述。
Figure BDA0001986619040000061
在上式中，u0 v0是摄像机的主点偏置，dx和dy分别是每一个像素在x轴和y轴方向上的物理尺寸，f是摄像机的焦距，Oc，Ow和OI分别是摄像机光心坐标系、世界坐标系和图像坐标系的坐标原点，
Figure BDA0001986619040000062
本申请假设在实际应用过程中，摄像机焦距f和主点偏置u0 v0，以及像素尺寸dx和dy均为已知。
在图4中，根据P点的位置关系，以及P点在相机中成像的坐标，可以唯一确定一条射线，过相机光心点C；同样，假设还存在另外一个参考点P1，那么该点和成像坐标I1也可以确定一条射线，两条射线的交点，便是相机的光心坐标位置。根据该坐标位置，便可确定空基飞行器平台的地理坐标。
105、根据飞行装置相对于目标基本图像的位置确定飞行装置在参考图像中的位置。
确定飞行装置相对于目标基本图像的位置，又确定了目标基本图像在参考图像中的位置(即飞行装置在参考图像中的飞行区域)，则可以在参考图像中确定飞行装置的位置。
在实际应用中，在获取飞行装置拍摄得到的目标基本图像后，利用深度学习等方法提取道路区域(此处，道路提取方法本公开不作限制)，进行骨架化得到道路网络矢量图；然后将其和Open streetmap、GIS或者前期航拍获取的全局道路网络矢量图(即参考图像)进行匹配；根据所述飞行装置当前得到的目标基本图像和全局道路网络(即全局道路网络矢量图所呈现的道路网络)匹配的结果，确定所述飞行装置在所述全局道路网络中的位置。
本公开实施例提供的定位方法，通过飞行装置拍摄的图像，确定飞行装置在参考图像中的位置，以此实现对飞行装置的定位，不需要依赖电磁波信号的强弱，即使在信号不好的区域，在保证定位精度的前提下，也能够对飞行装置进行定位。
基于上述图1对应的实施例种所描述的定位方法，本公开实施例提供一种定位装置，用于执行上述图1对应的实施例中所描述的定位方法，如图5所示，该定位装置50包括：获取模块501、拼接模块502、区域确定模块503、第一定位模块504和第二定位模块505；
其中，获取模块501，用于获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，至少一个基本图像包括目标基本图像，目标基本图像为飞行装置当前所在区域的图像；
拼接模块502，用于根据至少一个基本图像获取拼接图像；
区域确定模块503，用于根据拼接图像在参考图像中确定飞行装置的飞行区域；
第一定位模块504，用于确定飞行装置相对于目标基本图像的位置；
第二定位模块505，用于根据飞行装置相对于目标基本图像的位置确定飞行装置在参考图像中的位置。
在一个实施例中，第一定位模块504，还用于根据目标基本图像，利用成像逆变换算法确定飞行装置相对于目标基本图像的位置。
在一个实施例中，拼接模块502，还用于将至少一个基本图像根据拍摄的时间顺序进行拼接，得到拼接图像。
在一个实施例中，如图6所示，区域确定模块503包括：比对单元5031和判断单元5032；
比对单元5031，用于将拼接图像与参考图像中每一个区域进行比对，参考图像包括至少一个区域；
判断单元5032，用于将参考图像中与拼接图像相同的区域确定为飞行装置的飞行区域。
在一个实施例中，如图6所示，获取模块501包括接收单元5011；
接收单元5011，用于接收飞行装置发送的至少一个基本图像。
本公开实施例提供的定位装置，通过飞行装置拍摄的图像，确定飞行装置在参考图像中的位置，以此实现对飞行装置的定位，不需要依赖电磁波信号的强弱，即使在信号不好的区域，在保证定位精度的前提下，也能够对飞行装置进行定位。
基于上述图1对应的实施例中所描述的定位方法，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器(英文：Read OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置等。该存储介质上存储有计算机指令，用于执行上述图1对应的实施例中所描述的定位方法，此处不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种定位方法，其特征在于，所述方法包括：
获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，
所述至少一个基本图像包括目标基本图像，所述目标基本图像为所述飞行装置当前所在区域的图像；
根据所述至少一个基本图像获取拼接图像；
根据所述拼接图像在参考图像中确定所述飞行装置的飞行区域；
确定所述飞行装置相对于所述目标基本图像的位置；
根据所述飞行装置相对于所述目标基本图像的位置确定所述飞行装置在所述参考图像中的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述飞行装置相对于所述目标基本图像的位置，包括：
根据所述目标基本图像，利用成像逆变换算法确定所述飞行装置相对于所述目标基本图像的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个基本图像获取拼接图像，包括：
将所述至少一个基本图像根据拍摄的时间顺序进行拼接，得到所述拼接图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述拼接图像在参考图像中确定所述飞行装置的飞行区域，包括：
将所述拼接图像与所述参考图像中每一个区域进行比对，所述参考图像包括至少一个区域；
将所述参考图像中与所述拼接图像相同的区域确定为所述飞行装置的飞行区域。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，包括：
接收所述飞行装置发送的所述至少一个基本图像。
6.一种定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：获取模块、拼接模块、区域确定模块、第一定位模块和第二定位模块；
其中，所述获取模块，用于获取飞行装置拍摄得到的至少一个基本图像，所述至少一个基本图像包括目标基本图像，所述目标基本图像为所述飞行装置当前所在区域的图像；
所述拼接模块，用于根据所述至少一个基本图像获取拼接图像；
所述区域确定模块，用于根据所述拼接图像在参考图像中确定所述飞行装置的飞行区域；
所述第一定位模块，用于确定所述飞行装置相对于所述目标基本图像的位置；
所述第二定位模块，用于根据所述飞行装置相对于所述目标基本图像的位置确定所述飞行装置在所述参考图像中的位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述第一定位模块，还用于根据所述目标基本图像，利用成像逆变换算法确定所述飞行装置相对于所述目标基本图像的位置。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述拼接模块，还用于将所述至少一个基本图像根据拍摄的时间顺序进行拼接，得到所述拼接图像。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述区域确定模块包括：比对单元和判断单元；
所述比对单元，用于将所述拼接图像与所述参考图像中每一个区域进行比对，所述参考图像包括至少一个区域；
所述判断单元，用于将所述参考图像中与所述拼接图像相同的区域确定为所述飞行装置的飞行区域。
10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括接收单元；
所述接收单元，用于接收所述飞行装置发送的所述至少一个基本图像。
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