CN111796315A - 无人机室内外的定位方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机室内外的定位方法及装置，主要方案包括：确定RTK信号是否有效；若是，则基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息，根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息，并将所述第一定位信息发送给服务器；若否，则确定UWB信号是否有效；若是，则基于UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息，将所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。

Description

无人机室内外的定位方法及装置
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机室内外的定位方法及装置。
背景技术
无人机作为近年来新兴的高端技术产品，在很多不同领域内已经有了较多的应用，例如：航拍测绘、灾害搜救、精准农业、管道巡检等众多领域的已经得到了广泛推广和应用。
室内外定位技术作为物联网的一部分，在生活中起着越来越重要的作用，目前，无人机主要依托GPS信号完成位置信息获取，定位精度非常有限。为提高无人机定位精度，室外环境下经常采用RTK技术，针对于室内环境提高无人机定位精度的方法是基于光学定位方法，或者通过UWB定位方法来完成定位。发明人在实现上述发明过程中，发现现有技术，提高无人机定位精度需要预先布置基站或者依托网络基准站来达成，同时，对于无人机同时需要工作在室内、室外两种场景下的模式，对于室内、室外切换过程中空隙考虑较少，或者应用场景受限，无法满足小型无人机厘米级的高精度定位的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种无人机室内外的定位方法及装置，主要目的在于实现使无人机能够在室内、室外精确定位飞行，完成在室内外交界处可以有效无缝切换。
为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种无人机室内外的定位方法，该方法包括：
确定RTK信号是否有效；
若是，则基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息，根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息，并将所述第一定位信息发送给服务器；
若否，则确定UWB信号是否有效，
若是，则基于UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息，将所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。
可选的，在基于UWB信号获取第二位置信息之前，所述方法还包括：
在室内预先标定至少四个UWB定位基站。
可选的，所述基于UWB信号获取第二位置信息包括：
记录所述无人机发送所述UWB信号分别到各个UWB定位基站的到达时间；
测量无人机分别到各个UWB定位基站的距离；
根据所述到达时间及所述到各个UWB定位基站的距离构建双曲线方程组；
通过求解所述双曲线方程组可以确定所述无人机的第二位置信息。
若RTK信号和UWB信号均无效，则基于惯性测量单元IMU计算水平位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第三距离地面高度信息，并根据所述水平位置信息及第三距离地面高度信息解算得到第三定位信息后，将所述第三定位信息发送至所述服务器。
可选的，所述方法还包括：
将所述第一定位信息；或，第二位置信息及第二距离地面高度信息；或，所述第三定位信息发送至4G模块，由所述4G模块将其转发至所述服务器。
第二方面，本发明实施例还提供一种无人机室内外的定位装置，包括：
第一确定单元，用于确定RTK信号是否有效；
第一获取单元，用于当所述第一确定单元确定RTK信号有效时，基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息；
第一解算单元，用于根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息；
第一发送单元，用于将所述第一解算单元解算的所述第一定位信息发送给服务器；
第二确定单元，用于当所述第一确定单元确定RTK信号无效时，确定UWB信号是否有效；
第二获取单元，用于基于所述第二确定单元确定的UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息；
第二发送单元，用于将所述第二获取单元获取的所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。
可选的，所述装置还包括：
标定单元，用于在所述第二获取单元基于UWB信号获取第二位置信息之前，在室内预先标定至少四个UWB定位基站。
可选的，所述第二获取单元包括：
记录模块，用于记录所述无人机发送所述UWB信号分别到各个UWB定位基站的到达时间；
测量模块，用于测量无人机分别到各个UWB定位基站的距离；
构建模块，用于根据所述到达时间及所述到各个UWB定位基站的距离构建双曲线方程组；
确定模块，用于通过求解所述双曲线方程组可以确定所述无人机的第二位置信息。
可选的，所述装置还包括：
计算单元，用于当所述RTK信号及UWB信号均无效时，基于惯性测量单元IMU计算水平位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第三距离地面高度信息，根据所述水平位置信息及第三距离地面高度信息解算得到第三定位信息；
第三发送单元，用于将所述第三定位信息发送至所述服务器。
可选的，所述装置还包括：
第四发送单元，用于将所述第一定位信息；或，第二位置信息及第二距离地面高度信息；或，所述第三定位信息发送至4G模块，由所述4G模块将其转发至所述服务器。
借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：
本发明实施例提供的无人机室内外的定位方法及系统，确定RTK信号是否有效；若是，则基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息，根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息，并将所述第一定位信息发送给服务器；若否，则确定UWB信号是否有效；若是，则基于UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息，将所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。该方法使无人机能够在室内、室外精确定位飞行，保证了定位数据的延续性。
上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例提供的一种无人机室内外的定位方法流程图；
图2示出了本发明实施例提供的一种室外定位示意图；
图3示出了本发明实施例提供的一种TDOA方法的定位原理图；
图4示出了本发明实施例提供的一种室内定位示意图；
图5示出了本发明实施例提供的一种无人机定位模块的架构图；
图6示出了本发明实施例提供的一种无人机室内外的定位装置的组成框图；
图7示出了本发明实施例提供的另一种无人机室内外的定位装置的组成框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供一种无人机室内外的定位方法，如图1所示，包括：
101、确定RTK信号是否有效；
若是，则执行步骤102，若否，则执行步骤103。
确定实时动态(Real-time kinematic，RTK)信号的目的在于确认无人机处于室外状态、还是室内状态。
102、基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息，根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息，并将所述第一定位信息发送给服务器；
在确定无人机处于室外状态后，可直接通过RTK信号有效，直接采用GPS信号进行位置解算，获取第一位置信息，由于RTK信号的定位精度可到厘米级，所以无需融合IMU数据，而高程的精准确定则需要融合利用气压计和激光测高数据(激光雷达)获取无人机的第一距离地面高度信息，无人机根据第一位置信息及第一距离地面高度信息进行第一定位信息的解算，确认第一定位信息后，将其发送至服务器，以便服务器进行实时位置显示、跟踪等。有关位置解算的具体解算方法可参考现有技术中的任一种实现方式，本发明实施例在此不进行赘述。
本发明实施例中无人机还包含4G模组，该4G模组用于将无人机定位的状态信息(如第一定位信息)反馈至服务器(或后台控制中心)，还可以将各类任务信息传递至无人机，并且不会受到通信距离的限制。
图2示出了本发明实施例提供的一种室外定位示意图，需要说明的是，为了避免预先布置基准站，没有采用常规RTK，而是采用网络RTK，无需建立专属的基准站，可借助于移动通讯的发射基站，能有效保证手机信号的地方均能接收到来自基站的差分信息，测量范围更加广泛。
103、确定UWB信号是否有效。
若有效，则执行步骤104；若无效，则执行步骤105。
本步骤执行的目的在于确认无人机当前状态是否处于室内中。
104、基于UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息，将所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。
本发明实施例所述的UWB定位基站通过有线连接至交换机(属于4G模块的一部分)，可通过TDOA方法获得无人机到不同基站的时间差，之后将时间差发送至服务器通过定位引擎解算定位位置信息，后可推送至无人机，通过有线传输的方式消除传输过程的时间差，进而实现实时数据传输。
如图3所示，图3示出了本发明实施例提供的一种TDOA方法的定位原理图，TDOA定位技术通过到达时间差，而不是到达飞行时间确定定位位置，降低了定位位置与各个定位基站的时间同步要求。各个定位基站通过有线网络连接，时间同步精度可以得到有效保障，精度可以达到纳米级，换算到测距精度可到厘米级。
如图4所示，图4示出了本发明实施例提供的一种室内定位示意图。
需要说明的是，为了保证坐标一致性，在布置室内定位基站时需要按照GPS系统所用的WGS84坐标系进行预先标定，后台定位解算出的坐标信息可以直接与室外保持一致。
105、基于惯性测量单元IMU计算水平位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第三距离地面高度信息，并根据所述水平位置信息及第三距离地面高度信息解算得到第三定位信息后，将所述第三定位信息发送至所述服务器。
模块中包含的IMU可以在室内外环境切换或某种传感器短时失效的应用场景中维持系统的定位功能。
无论是UWB室内定位还是RTK室外定位，都存在高程定位误差大的问题。RTK获取的高度数据是绝对高度且误差较大，受地形环境影响较大，无法真实反映无人机距离地面的真实距离。此外，RTK会受天气影响，刷新率也不够理想，容易受到电子干扰。基于气压计来测高的方式成本低廉、应用成熟，但气压的变化会造成飞行器向上或向下几米跑偏，偶尔会出现负高度，并且在强光照射或者接近地面时气压会发生突然变化。激光测高模组在室内或者距离地面较近的情况下，可以获取精准的相对测高距离，可以很好的完成室内情况下的测高。
本发明实施例中6轴IMU内包含测量3个加速度传感器和3个角速度传感器，在有初始值的情况下，可对传感器积分获取速度、位置、姿态等信息得到水平位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第三距离地面高度信息，并根据所述水平位置信息及第三距离地面高度信息直接计算得到第三定位信息，将所述第三定位信息发送至服务器。
由于无人机包含的多种传感器的误差特性互补，综合RTK信号、UWB信号、气压计、激光测高模组、IMU信号共同构建的定位模块，将信息融合后综合三维定位精度可以达到厘米级，从而可以实现无人机室内外高精度的定位及无缝衔接。
综上所述无人机会根据接收信号情况采用不同的定位组合方式，不同定位方式的切换根据实时定位精度因子来进行调整。
106、将所述第一定位信息；或，第二位置信息及第二距离地面高度信息；或，所述第三定位信息发送至4G模块，由所述4G模块将其转发至所述服务器。
上述第一、第二、以及第三的说明方式仅是为了区分不同时刻确定人的位置信息或定位信息或距离地面高度信息，或者是为了区分无人机在不同环境下(室内、室外或室内外交界处)所确定的位置信息或定位信息或距离地面高度信息。
本发明实施例提供的无人机室内外的定位方法，确定RTK信号是否有效；若是，则基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息，根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息，并将所述第一定位信息发送给服务器；若否，则确定UWB信号是否有效；若是，则基于UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息，将所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。该方法使无人机能够在室内、室外精确定位飞行，保证了定位数据的延续性。
在实际应用中，UWB定位基站与GPS卫星相类似，需要预先标定安装于室内环境，为无人机提供参考位置点，具体包括：在室内预先标定至少四个UWB定位基站。具体的标定数量需根据不同的应用场景进行设置，本发明实施例对此不进行限定。
所述基于UWB信号获取第二位置信息包括：记录所述无人机发送所述UWB信号分别到各个UWB定位基站的到达时间；测量无人机分别到各个UWB定位基站的距离；根据所述到达时间及所述到各个UWB定位基站的距离构建双曲线方程组；通过求解所述双曲线方程组可以确定所述无人机的第二位置信息。UWB信号具备时间分辨率高、穿透力强、功耗低、抗多晶效果好、安全新高等优点。UWB信号属于电磁波，其在真空中的传播速度与光速相同。通过测量待定位无人机到各基站(锚点)的飞行时间，乘以光速后获得到各基站的距离，参考各基站的坐标可以解算出标签的坐标。但是绝对时间一般比较难测量，通过比较信号到达各个定位基站的绝对时间差，就能作出以定位基站为角点，距离差为常数的双曲线，双曲线的角点就是无人机的位置。
基于UWB技术的TDOA定位技术通过到达时间差，而不是到达飞行时间确定无人机的位置，降低了无人机与各个定位基站的时间同步要求。各个定位基站通过有线网络连接，时间同步精度可以得到有效保障，精度可以达到纳米级，换算到测距精度可到厘米级。
示例性的，采用TDOA的方法，根据数学关系，到已知两点的距离差为常数，定位模块的位置一定处于以这两点为焦点的双曲线上。假如有四个定位基站，其坐标分别为(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，(x3,y3,z3)，(x4,y4,z4)，那么就会有四条双曲线，四条双曲线交于一点就是无人机的位置。假设第i个定位基站收到无人机定位模块发出的UWB信号的时刻为ti(i＝1,2,3,4)，那么定位标签到第i个定位基站的距离为ri＝ti*c(i＝1,2,3,4)。ti含义，c含义，在定位基站之间同步的情况下，无人机定位模块相对于四个基站距离差可以表示为：
Figure BDA0002563784760000091
根据到达时间差获得的TDOA方程组可以表示为：
Figure BDA0002563784760000092
通过求解定位模块位置的双曲线方程组，可以得到无人机的精准位置，定位后台服务器解算完无人机第二定位信息后可实时传递至无人机。
以上实施例详细讲述了无人机由室外向室内行驶时的详细位置确定步骤，同样的，当无人机由室内向室外行驶时，也采用同样的方式实现，本发明实施例在此不再进行赘述。
如图5所示，图5示出了本发明实施例提供的一种无人机定位模块的架构图，无人机定位模块包含RTK模组、UWB模组、气压计模组、激光测高模组、6轴IMU(包含加速度仪、陀螺仪)、4G通信模组，以上模组通过单片机微控制系统统一调度。
综上，无人机定位模块的多种传感器数据实时传输至单片机进行卡尔曼滤波融合处理，类似惯性导航与卫星导航的融合(传统惯导融合中惯性传感器短期误差相对较小，但随时间恶化严重；而导航系统定位精度短期不如惯性传感器，但是不随时间恶化)，利用两个系统的误差统计信息，可将一个数十米定位精度的系统与另一个定位精度以数公里每小时恶化的系统相结合，达到厘米到米级的定位精度。由于无人机载定位模块的多种传感器的误差特性互补，综合RTK、UWB、气压计、激光测高模组、IMU共同构建的定位模块，进过信息融合后综合三维定位精度可以达到厘米级，从而可以实现无人机室内外高精度的定位及无缝衔接。
由于本实施例所介绍的无人机室内外的定位装置为可以执行本发明实施例中的无人机室内外的定位方法的装置，故而基于本发明实施例中所介绍的无人机室内外的定位方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的无人机室内外的定位装置的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该无人机室内外的定位装置如何实现本发明实施例中的无人机室内外的定位方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中无人机室内外的定位方法所采用的装置，都属于本申请所欲保护的范围。
本发明实施例还提供一种无人机室内外的定位装置，如图6所示，包括：
第一确定单元21，用于确定RTK信号是否有效；
第一获取单元22，用于当所述第一确定单元21确定RTK信号有效时，基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息；
第一解算单元23，用于根据所述第一获取单元获取的所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息；
第一发送单元24，用于将所述第一解算单元23解算的所述第一定位信息发送给服务器；
第二确定单元25，用于当所述第一确定单元21确定RTK信号无效时，确定UWB信号是否有效；
第二获取单元26，用于当所述第二确定单元25确定信号有效时，基于所述第二确定单元确定的UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息；
第二发送单元27，用于将所述第二获取单元26获取的所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。
本发明实施例提供的无人机室内外的定位系统，确定RTK信号是否有效；若是，则基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息，根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息，并将所述第一定位信息发送给服务器；若否，则确定UWB信号是否有效；若是，则基于UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息，将所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。该方法使无人机能够在室内、室外精确定位飞行，保证了定位数据的延续性。
进一步的，如图7所示，所述装置还包括：
标定单元28，用于在所述第二获取单元26基于UWB信号获取第二位置信息之前，在室内预先标定至少四个UWB定位基站。
进一步的，如图7所示，所述第二获取单元26包括：
记录模块261，用于记录所述无人机发送所述UWB信号分别到各个UWB定位基站的到达时间；
测量模块262，用于测量无人机分别到各个UWB定位基站的距离；
构建模块263，用于根据所述到达时间及所述到各个UWB定位基站的距离构建双曲线方程组；
确定模块264，用于通过求解所述双曲线方程组可以确定所述无人机的第二位置信息。
进一步的，如图7所示，所述装置还包括：
计算单元29，用于当所述第二确定单元25确定所述RTK信号及UWB信号均无效时，基于惯性测量单元IMU计算水平位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第三距离地面高度信息，根据所述水平位置信息及第三距离地面高度信息解算得到第三定位信息；
第三发送单元210，用于将所述第三定位信息发送至所述服务器。
进一步的，如图7所示，所述装置还包括：
第四发送单元211，用于将所述第一定位信息；或，第二位置信息及第二距离地面高度信息；或，所述第三定位信息发送至4G模块，由所述4G模块将其转发至所述服务器。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机室内外的定位方法，其特征在于，包括：
确定RTK信号是否有效；
若是，则基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息，根据所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息，并将所述第一定位信息发送给服务器；
若否，则确定UWB信号是否有效；
若是，则基于UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息，将所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于UWB信号获取第二位置信息之前，所述方法还包括：
在室内预先标定至少四个UWB定位基站。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于UWB信号获取第二位置信息包括：
记录所述无人机发送所述UWB信号分别到各个UWB定位基站的到达时间；
测量无人机分别到各个UWB定位基站的距离；
根据所述到达时间及所述到各个UWB定位基站的距离构建双曲线方程组；
通过求解所述双曲线方程组可以确定所述无人机的第二位置信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述RTK信号及UWB信号均无效，则基于惯性测量单元IMU计算水平位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第三距离地面高度信息，并根据所述水平位置信息及第三距离地面高度信息解算得到第三定位信息后，将所述第三定位信息发送至所述服务器。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一定位信息；或，第二位置信息及第二距离地面高度信息；或，所述第三定位信息发送至4G模块，由所述4G模块将其转发至所述服务器。
6.一种无人机室内外的定位装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于确定RTK信号是否有效；
第一获取单元，用于当所述第一确定单元确定RTK信号有效时，基于所述RTK信号获取第一位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第一距离地面高度信息；
第一解算单元，用于根据所述第一获取单元获取的所述第一位置信息及第一距离地面高度信息解算第一定位信息；
第一发送单元，用于将所述第一解算单元解算的所述第一定位信息发送给服务器；
第二确定单元，用于当所述第一确定单元确定RTK信号无效时，确定UWB信号是否有效；
第二获取单元，用于基于所述第二确定单元确定的UWB信号获取第二位置信息，并融合激光雷达确定无人机的第二距离地面高度信息；
第二发送单元，用于将所述第二获取单元获取的所述第二位置信息及第二距离地面高度信息发送至服务器，以便所述服务器根据所述第二位置信息及第二距离地面高度信息解算第二定位信息后，将所述第二定位信息返回无人机。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
标定单元，用于在所述第二获取单元基于UWB信号获取第二位置信息之前，在室内预先标定至少四个UWB定位基站。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元包括：
记录模块，用于记录所述无人机发送所述UWB信号分别到各个UWB定位基站的到达时间；
测量模块，用于测量无人机分别到各个UWB定位基站的距离；
构建模块，用于根据所述到达时间及所述到各个UWB定位基站的距离构建双曲线方程组；
确定模块，用于通过求解所述双曲线方程组可以确定所述无人机的第二位置信息。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
计算单元，用于当所述RTK信号及UWB信号均无效时，基于惯性测量单元IMU计算水平位置信息，并融合气压计及激光雷达确定无人机的第三距离地面高度信息，根据所述水平位置信息及第三距离地面高度信息解算得到第三定位信息；
第三发送单元，用于将所述第三定位信息发送至所述服务器。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第四发送单元，用于将所述第一定位信息；或，第二位置信息及第二距离地面高度信息；或，所述第三定位信息发送至4G模块，由所述4G模块将其转发至所述服务器。
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