CN112219137A - 无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质 - Google Patents

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李明辉
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Abstract

本申请实施例公开了无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质。该方法的实施例包括:基于全球卫星导航定位信号,确定该无人机的第一定位结果;基于超宽带定位信号,确定该无人机的第二定位结果,超宽带定位信号包含超宽带收发机位置信息,超宽带收发机位置信息由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得;融合该第一定位结果和该第二定位结果,确定该拍摄装置的位置。该实施方式提高了无人机定位的准确性。

Description

无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域,具体涉及无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质。
背景技术
随着无人机的普及,无人机被应用到了越来越多的领域。例如,利用无人机进行航测、利用无人机替代人类完成较为困难的拍摄任务等。
在无人机执行任务时,通常需要对无人机的拍摄位置进行定位,才能确定所拍摄的图像中的物体的位置。现有的方式通常是通过卫星定位技术采集GNSS(GlobalNavigation Satellite System,全球导航卫星系统)信号,通过对该信号进行分析计算,从而确定出无人机的拍摄位置。然而,在卫星定位信号不稳定区域(例如桥梁检测任务时的桥墩下、幕墙检测任务时的贴近幕墙位置等有遮挡的作业区域),GNSS信号通常较弱,此时,通常无法得到准确的定位结果。
发明内容
本申请实施例提出了无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质,以解决现有技术中在GNSS信号较弱时定位不准确的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种无人机定位方法,应用于卫星定位信号不稳定区域,上述无人机安装拍摄装置,该方法包括:基于全球卫星导航定位信号,确定上述无人机的第一定位结果;基于超宽带定位信号,确定上述无人机的第二定位结果,上述超宽带定位信号包含超宽带收发机位置信息,上述超宽带收发机位置信息由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得;融合上述第一定位结果和上述第二定位结果,确定上述拍摄装置的位置。
第二方面,本申请实施例提供了一种无人机定位装置,应用于卫星定位信号不稳定区域,上述无人机安装拍摄装置,上述无人机定位装置包括处理器和存储器;上述存储器,用于存储程序指令;上述处理器,用于执行上述存储器存储的程序指令,当程序指令被执行时,上述处理器用于执行如下步骤:基于全球卫星导航定位信号,确定上述无人机的第一定位结果;基于超宽带定位信号,确定上述无人机的第二定位结果,上述超宽带定位信号包含超宽带收发机位置信息,上述超宽带收发机位置信息由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得;融合上述第一定位结果和上述第二定位结果,确定上述拍摄装置的位置。
第三方面,本申请实施例提供了一种无人机,其上安装有拍摄装置和第二方面中所描述的无人机定位装置。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上述第一方面中所描述的无人机定位方法。
本申请实施例提供了一种无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质,通过全球卫星导航定位信号确定无人机的第一定位结果,并通过超宽带定位信号确定上述无人机的第二定位结果;进而融合上述第一定位结果和上述第二定位结果,确定上述拍摄装置的位置。从而,可以结合卫星定位技术和超宽带定位技术进行定位,在卫星定位信号不稳定区域(例如桥梁检测任务时的桥墩下、幕墙检测任务时的贴近幕墙位置等有遮挡的作业区域),可弥补由卫星定位技术的不足,提高了定位的准确性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是根据本申请的定位方法的一个实施例的流程图;
图2是根据本申请中确定第二定位结果的步骤的分解流程图;
图3是根据本申请的局部坐标系的示意图;
图4是根据本申请的基站的结构示意图;
图5是根据本申请的基站的结构示意图;
图6是根据本申请中确定拍摄装置的位置的步骤的分解流程图;
图7是根据本申请的定位方法的一个应用场景的示意图;
图8是根据本申请的定位方法的又一个应用场景的示意图;
图9是根据本申请的定位装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1,其示出了根据本申请的无人机定位方法的一个实施例的流程图。上述无人机定位方法可以应用于卫星定位信号不稳定区域(例如桥梁检测任务时的桥墩下、幕墙检测任务时的贴近幕墙位置等有遮挡的作业区域)。
上述无人机可以安装有超宽带(Ultra Wideband,UWB)收发装置和拍摄装置。上述超宽带收发装置可接收和发送超宽带信号。
超宽带是一种无载波通信技术,其可以利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。此外,超宽带是一种不用载波、采用时间间隔极短(小于1纳秒)的脉冲进行通信的方式,也称作脉冲无线电(Impulse Radio)通信、时域(Time Domain)通信或无载波(CarrierFree)通信。超宽带不利用余弦波进行载波调制,而发送许多小于1纳秒的脉冲,因此这种通信方式占用带宽非常之宽,且由于频谱的功率密度极小,它具有通常扩频通信的特点。
此处,超宽带收发装置可以是用于发射超宽带信号的装置,例如,可以是各种现有的超宽带收发机、收发芯片等。上述拍摄装置可以是摄像头等用于采集图像的装置。
本实施例的流程包括以下步骤:
步骤101,基于全球卫星导航定位信号,确定无人机的第一定位结果。
在本实施例中,可以利用全球卫星导航定位信号(如GPS信号、GLONASS信号、北斗卫星定位和导航系统的信号等)确定无人机的第一定位结果。
实践中,卫星定位是指通过利用卫星和接收机的双向通信来确定接收机的位置,可以实现全球范围内实时为用户提供准确的位置坐标及相关的属性特征。具体地,围绕地球运转的人造卫星连续向地球表面发射经过编码调制的连续波无线电信号,编码中载有卫星信号准确的发射信号,以及不同时间卫星在空间的准确位置(星历)。载于无人机中的卫星导航接收机在接收到卫星发出的无线电信号后,如果它们有与卫星钟准确同步的时钟,便能测量出信号的到达时间,从而能算出信号在空间的传播时间。再用这个传播时间乘以信号在空间的传播速度,便能求出接收机与卫星之间的距离。当观测到多个卫星(如4个)的信号后,可以得到与各卫星之间的距离。从而,根据与各卫星之间的距离等信息,即可对自身进行定位。
需要说明的是,上述无人机可以安装有天线、接收机等装置,以接收卫星发射的信号。
在本实施例的一些可选的实现方式中,可以采用RTK(Real-time kinematic,实时动态)载波相位差分定位技术确定第一定位结果。实践中,RTK载波相位差分技术,是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法。通过将基准站和移动站接收到的卫星信号进行实时联合解算,求得基准站和移动站间坐标增量,从而在基准站坐标已知的情况下,通过基线向量坐标差,即可确定移动站的坐标。鉴于此,可以将无人机视为移动站,将某个已知位置的基站作为基准站,利用RTK载波相位差分定位技术进行定位。利用RTK技术可以大大提高定位精度,例如,在本说明书的使用场景下,可以将定位精度提高到厘米量级。
具体地,在上述实现方式中,上述无人机可以首先获取基准站的卫星数据,对基准站的卫星数据和由安装于无人机的天线所接收到的卫星数据进行实时联合解算,求得基准站和天线位置的坐标增量。而后,可以基于该坐标增量和基准站的位置,计算得到天线的坐标。实践中,该坐标可以是大地坐标系下的坐标,例如WSG84。该坐标可以包括经度、纬度和高度。最后,将该坐标作为无人机的第一定位结果。
步骤102,基于超宽带定位信号,确定无人机的第二定位结果。
在本实施例中,可以基于超宽带定位信号,确定上述无人机的第二定位结果。其中,上述超宽带定位信号可以包含超宽带收发机位置信息,上述超宽带收发机位置信息由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得。需要说明的是,所返回的信号除包含超宽带收发机位置信息外,还可以包含超宽带信号的飞行时间、超宽带信号接收时间等各种信息,此处不作限定。
实践中,在无人机作业区域内,可以布设有多个超宽带收发机。各超宽带收发机可以用于接收超宽带信号,并可以在接收到超宽带信号后返回一个信号。所返回的信号可以包含超宽带收发机位置信息,上述超宽带收发机位置信息可以由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得。
搭载有高清摄像装置、超声探伤装置或者其他探测装置的无人机可以用于执行桥梁或者其他半开放型建筑区域的探测工作。
以桥梁区域为例,当无人机需要执行对桥梁建设区域的测绘任务时,无人机作业区域即为该桥梁建设区域时。此时,由于桥梁中的桥墩、支座等位置位于桥面下方,因此,在无人机拍摄桥墩、支座等位置时,卫星信号通常受到桥面结构的遮挡,导致卫星信号较差甚至中断。此时,无法通过卫星定位技术进行准确地定位。为了解决该问题,可以在无人机作业区域内布设多个超宽带收发机,超宽带收发机与布置于桥面等卫星定位信号良好区域的卫星信号收发机通信连接,用于确认自身的位置。然后,利用各超宽带收发机与无人机中的超宽带收发装置的信号传输时长,确定出无人机中的超宽带收发装置的位置。
在本实施例的一些可选的实现方式中,步骤102可以分解为如下四个子步骤(步骤1021-步骤1024)。作为步骤102的分解流程图,请参见图2。
步骤1021,通过其所安装的超宽带收发装置,发射超宽带信号。
步骤1022,接收无人机作业区域内的多个超宽带收发机返回的信号。
这里,超宽带收发机返回的信号可以包含超宽带收发机位置信息、接收时间等各种信息。
步骤1023,基于所接收到的信号,确定各超宽带收发机与无人机的距离。
作为示例,每一个超宽带收发机返回的信号中,可以包括该超宽带收发机接收到超宽带收发装置发送的超宽带信号的时间。此时,通过将计算超宽带信号由发射到接收的时长,并计算该时长与光速的乘积,即可得到该无人机的超宽带收发装置到上述超宽带收发机的距离。
步骤1024,基于各超宽带收发机位置信息和所确定的各距离,确定无人机的第二定位结果。
在超宽带技术中,对于某一平面,当该平面中布设有至少三个超宽带收发机时,若已知各超宽带收发机的位置和与超宽带发射源的距离,即可实现对超宽带发射源的准确定位。对于三维空间,当该空间中布设有至少四个超宽带收发机时,若已知各超宽带收发机的位置和与超宽带发射源的距离时,即可实现对超宽带发射源的准确定位。
在上述实现方式中,可选的,当无人机作业区域内包含至少四个超宽带收发机时,可以通过如下步骤确定第二定位结果:
第一步,将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机在上述局部坐标系中的坐标。
作为示例,图3示出了局部坐标系的一个示意图。图3中的三角形表示超宽带收发装置,四个圆形表示分别表示四个超宽带收发机。其中一个超宽带收发机位于原点。
第二步,对于每一个超宽带收发机,以该超宽带收发机在上述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与上述超宽带收发装置的距离为半径,以上述球心和上述半径构建球面。
第三步,将各球面的交点作为上述超宽带收发装置的位置,确定上述交点在上述局部坐标系中的坐标。
第四步,将上述超宽带收发装置在上述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为上述无人机的第二定位结果。
在上述实现方式中,可选的,当无人机作业区域内包含至少三个超宽带收发机时,可以通过如下步骤确定第二定位结果:
第一步,获取上述无人机的遥控装置的位置和上述遥控装置与上述无人机的距离。其中,上述遥控装置用于控制上述无人机。遥控器与无人机之间的控制通信链路中,存在RTT信号(Round Trip Time),该信号反映了无人机单次通信往返的时间长度。
第二步,将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机和上述遥控装置在上述局部坐标系中的坐标。
第三步,对于上述三个超宽带收发机和上述遥控装置中的每一个装置,以该装置在上述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与上述超宽带收发装置的距离为半径,以上述球心和上述半径构建球面。
第四步,将各球面的交点作为上述超宽带收发装置的位置,确定上述交点在上述局部坐标系中的坐标。在本步骤中,是通过三个超宽带收发装置和遥控装置的位置来确定无人机的位置,由于遥控装置与无人机之间的距离使用RTT来确定,其可能存在误差,最大误差是RTT信号采样时间的一半。在一个可选的实施例中,可以采用临时提高采样率的方式,来提高定位精度。
第五步,将上述超宽带收发装置在上述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为上述无人机的第二定位结果。无人机会将基于高精度摄像装置捕获的图像信息与定位信息关联,生成基于决定定位信息的图像信息。例如,绝对经纬度+图像信息。
在本实施例的一些可选的实现方式中,超宽带收发机可以安装于基站中。该基站位于无人机作业区域。基站安装有卫星定位信号接收机,该卫星定位信号接收机位于无人机作业区域中的卫星定位信号稳定区域。当需要多个超宽带收发机时,各超宽带收发机可以安装于不同的基站中。
可见,在以上实施例中,可以在GNSS信号的临界区域进行辅助定位,利用GNSS信号较强区域的定位结果,辅助在GNSS弱甚至无法接收到GNSS信号区域作业的无人机进行定位。
作为示例,图4示出了基站的结构示意图。如图4所示,上述基站可以安装有高度调节装置401。实践中,高度调节装置401可以是伸缩杆等能够调节高度的机构。卫星定位信号接收机402可以安装于上述高度调节装置的顶部。上述超宽带收发机403可以安装于上述高度调节装置的底部。上述高度调节装置用于调节卫星定位信号接收机402与上述高度调节装置403的高度差。
此外,上述高度调节装置401的顶部还可以安装有天线(图中未示出)。该天线可以与卫星定位信号接收机402相连接。上述卫星定位信号接收机402可以用于通过该天线接收卫星数据,基于上述卫星数据和基准站的位置,确定上述天线的坐标,并基于上述天线的坐标与上述高度差,生成超宽带收发机位置信息。
可选的,上述卫星定位信号接收机402可以进一步用于:在上述高度调节装置未产生倾斜时,将上述天线的经度作为超宽带收发机的经度,将上述天线的纬度作为超宽带收发机的纬度,将上述天线的高度与上述高度差的差值,作为超宽带收发机的高度。
可选的,上述基站还安装有惯性测量单元(Inertial Measurement Unit),上述惯性测量单元可以用于测量上述高度调节装置的姿态信息。上述处理装置可以进一步用于:在上述高度调节产生倾斜时(如图5所示),基于上述天线的坐标、上述高度差和上述姿态信息,确定超宽带收发机的坐标。由于在使用超宽带信号进行定位时,无人机是与超宽带收发模块之间进行通信,并基于超宽带收发模块的位置确定无人机的位置。而当测量装置发生倾斜时,超宽带收发模块与接收天线会有一个位置偏移,导致用于定位无人机的位置信息不准确。因此,需要引入惯性测量单元的输出的姿态信息,对超宽带收发模块的位置进行修正。具体的修正方式可以是通过倾斜角和测量装置的高度计算偏移量,并将偏移量补偿到位置信息中。引入补偿信息之后,操作人员无需在使用时无需保证收发装置一定处于竖直状态,在将装置布置于野外、桥梁、建筑物顶部等非平坦的表面时,非常快捷方便。在本实施例的一些可选的实现方式中,在无人机获取到各超宽带收发机位置信息后,还可以通过视觉定位确定各超宽带收发机的位置;而后,通过视觉定位确定出的位置,对上述超宽带收发机位置信息进行校验。从而,可以提高各超宽带收发机的位置的准确性。
步骤103,融合第一定位结果和第二定位结果,确定拍摄装置的位置。
在本实施例中,由于第一定位结果是基于全球卫星导航定位信号确定的,因而,该第一定位结果为天线的位置。由于第二定位结果是基于超宽带定位信号确定的,因而,该第二定位结果为超宽带收发装置的位置。由此,可以预先通过天线与拍摄装置的位置关系,对第一定位结果进行补偿,并通过超宽带收发装置与拍摄装置的位置关系,对第二定位结果进行补偿,从而将补偿后的第一定位结果与补偿后的第二定位结果进行融合,得到拍摄装置的位置。
此处,可以采用各种融合方式对补偿后的第一定位结果与补偿后的第二定位结果的融合。作为示例,可以对补偿后的第一定位结果与第二定位结果中的经度、纬度、高度的平均值,将经度平均值、维度平均值、高度平均值汇总为拍摄装置的坐标。
由此,可以结合卫星定位技术和超宽带定位技术进行拍摄位置的定位,在卫星定位信号不稳定区域(例如桥梁检测任务时的桥墩下、幕墙检测任务时的贴近幕墙位置等有遮挡的作业区域),可弥补由卫星定位技术的不足,提高了定位的准确性。
在一个可选的实施例中,融合结果基于第一定位结果的准确度进行。当第一定位结果不准确,例如卫星定位信号丢失,或者卫星定位信号质量极差时,将第二定位结果作为融合后的结果(或者说,将第一定位结果的权重设置为0)。
在本实施例的一些可选的实现方式中,步骤103可以分解为如下四个子步骤(步骤1031-步骤1034)。作为步骤103的分解流程图,请参见图6。
步骤1031,基于第一定位结果和拍摄装置的安装位置,确定拍摄装置的第一坐标。具体地,可以基于上述拍摄装置的安装位置,确定拍摄装置与天线的位置关系。而后,可以基于第一定位结果(即天线的坐标)和该位置关系,确定上述拍摄装置的第一坐标。此处,天线与拍摄装置的安装位置可以在无人机安装或者进行结构设计时预先确定。上述位置关系可以包括距离、角度等信息。实践中,无人机中可以安装有惯性测量单元等装置,用以检测无人机的姿态。在已知天线的坐标的情况下,通过结合无人机的姿态和上述位置关系,即可确定出拍摄装置的第一坐标。
步骤1032,基于第二定位结果和拍摄装置的安装位置,确定拍摄装置的第二坐标。具体地,可以基于拍摄装置的安装位置,确定超宽带收发装置与拍摄装置的位置关系。而后,可以基于第二定位结果(即超宽带收发装置的坐标)和该位置关系,确定上述拍摄装置的第二坐标。此处,超宽带收发装置与拍摄装置的安装位置可以在无人机安装或者进行结构设计时预先确定。上述位置关系可以包括距离、角度等信息。实践中,无人机中可以安装有惯性测量单元等装置,用以检测无人机的姿态。在已知超宽带收发装置的坐标的情况下,通过结合无人机的姿态和上述位置关系,即可确定出拍摄装置的第二坐标。
步骤1033,基于卫星观测质量,确定第一坐标和第二坐标的权重。其中,卫星观测质量可以包括但不限于所观测到的卫星的数量、卫星信号的强度。
可选的,上述卫星观测质量可以包括所观测到的卫星的数量。当所观测到的卫星的数量大于或等于第一预设值(如4个)时,可以将上述第一坐标的权重设为第一数值(如0.6),可以将上述第二坐标的权重设为第二数值(如0.4)。当所观测到的卫星的数量小于上述第一预设值时,可以将上述第一坐标的权重设为第三数值(如0.2),将上述第二坐标的权重设为第四数值(如0.8)。其中,上述第一数值大于上述第三数值,上述第二数值小于上述第四数值,上述第一数值与上述第二数值之和(例如1)等于上述第三数值与上述第四数值之和。由此,可以在所观测到的卫星的数量较少时,增加超宽带定位结果的权重,以弥补卫星定位技术的不足,提高了定位的准确性和稳定性。
可选的,当所观测到的卫星数小于预设的卫星数阈值(如4个)时,可以将上述第一坐标的权重设为0,将上述第二坐标的权重设为1。由此,当观测到的卫星的数量不足以进行定位时,可以直接采用超宽带定位结果,避免了定位中断,提高了定位的稳定性。
可选的,上述卫星观测质量包括全球卫星导航定位信号的强度。当全球卫星导航定位信号的强度大于或等于第二预设值时,可以将上述第一坐标的权重设为第五数值(如0.6),将上述第二坐标的权重设为第六数值(如0.4)。当上述卫星信号的强度小于上述第二预设值时,将上述第一坐标的权重设为第七数值(如0.2),将上述第二坐标的权重设为第八数值(如0.8)。其中,上述第五数值大于上述第七数值,上述第六数值小于上述第八数值,上述第五数值与上述第六数值之和(例如1)等于上述第七数值与上述第八数值之和。由此,可以在所观测到的全球卫星导航定位信号的强度较弱时,增加超宽带定位结果的权重,以弥补卫星定位技术的不足,提高了定位的准确性和稳定性。
可选的,当上述卫星信号的强度小于预设的强度阈值时,将上述第一坐标的权重设为0,将上述第二坐标的权重设为1。由此,当卫星信号的强度不足以支持定位时,可以直接采用超宽带定位结果,避免了定位中断,提高了定位的稳定性。
需要说明的是,上述各预设值、各权重的具体取值可以根据大量的数据统计和试验而预先设定,此处不作限定。
步骤1034,基于权重,对第一坐标和第二坐标进行加权,得到拍摄装置的位置。
本申请实施例所提供的无人机定位方法,通过全球卫星导航定位信号确定无人机的第一定位结果,并通过超宽带定位信号确定上述无人机的第二定位结果;进而融合上述第一定位结果和上述第二定位结果,确定上述拍摄装置的位置。从而,可以结合卫星定位技术和超宽带定位技术进行定位,在卫星定位信号不稳定区域(例如桥梁检测任务时的桥墩下、幕墙检测任务时的贴近幕墙位置等有遮挡的作业区域),可弥补由卫星定位技术的不足,提高了定位的准确性。
如图7所示,图7是无人机定位方法的一个应用场景的示意图。图7示出了无人机的作业区域,该区域内包含四个基站。各基站的结构可以如图4所示,此处不再赘述。
此处,无人机的作业区域可以是桥梁建设区域。上述四个基站中的卫星定位信号接收机可以被基站中的高度调节装置升高至桥面以上,以便于接收卫星信号。上述四个基站中的超宽带收发机,可以位于高度调节装置的底部,且位于桥面以下。从而便于在无人机位于桥面以下时接收无人机发射的超宽带信号。
此处,无人机可以安装有超宽带收发装置、拍摄装置、天线、卫星定位信号接收机、IMU等各种装置。
无人机可以在作业区域内执行飞行作业时,可以在利用卫星定位技术进行定位的同时,利用超宽带收发装置发射超宽带信号。
上述四个基站中的超宽带收发机接收到该超宽带信号后,可以向无人机返回信号,以告知接收超宽带信号的时间、自身的位置等信息。
此时,无人机可以基于所接收到的信号,进行超宽带定位。进而,可以结合卫星定位技术的定位结果和上述超宽带定位的定位结果,确定出无人机的拍摄装置的位置。当无人机处于桥下导致全球卫星导航定位信号被遮挡时,通过超宽带定位也可对自身即拍摄位置进行准确定位。
如图8所示,图8是定位方法的一个应用场景的示意图。图8示出了无人机的作业区域,该区域内包含三个基站。各基站的结构可以如图4所示,此处不再赘述。
此处,无人机的作业区域可以是桥梁建设区域。上述三个基站中的卫星定位信号接收机可以被基站中的高度调节装置升高至桥面以上,以便于接收卫星信号。上述三个基站中的超宽带收发机,可以位于高度调节装置的底部,且位于桥面以下。从而便于在无人机位于桥面以下时接收无人机发射的超宽带信号。
此处,无人机可以安装有超宽带收发装置、拍摄装置、天线、卫星定位信号接收机、IMU等各种装置。
此处,无人机的遥控器中可以也可配置有超宽带收发机。此时,无人机可以在作业区域内执行飞行作业时,可以在利用卫星定位技术进行定位的同时,利用超宽带收发装置发射超宽带信号。
上述三个基站中的超宽带收发机接收到该超宽带信号后,可以向无人机返回信号,以告知接收超宽带信号的时间等信息。上述遥控器中的超宽带收发机接收到该超宽带信号后,也可以向无人机返回信号,以告知接收超宽带信号的时间和遥控器位置等信息。
此时,无人机可以基于所接收到的信号,进行超宽带定位。进而,可以结合卫星定位技术的定位结果和上述超宽带定位的定位结果,确定出无人机的拍摄位置。
由此,通过在遥控器中设置超宽带收发机,可以减少基站的布设数量,从而可节约成本。
请进一步参考图9。作为对上述图1所示方法的实现,本申请提供了一种无人机定位装置的一个实施例,该无人机定位装置实施例与图1所示的方法实施例相对应,该定位装置具体可以应用于卫星定位信号不稳定区域,所述无人机安装有超宽带收发装置和拍摄装置。
该定位装置具体可以包括:处理器901和存储器902。上述存储器901,用于存储程序指令;上述处理器902,用于执行上述存储器存储的程序指令,当程序指令被执行时,上述处理器用于执行如下步骤:基于全球卫星导航定位信号,确定上述无人机的第一定位结果;基于超宽带定位信号,确定上述无人机的第二定位结果,上述超宽带定位信号包含超宽带收发机位置信息,上述超宽带收发机位置信息由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得;融合上述第一定位结果和上述第二定位结果,确定上述拍摄装置的位置。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述处理器还用于:接收卫星数据,并利用实时动态RTK载波相位差分技术对上述卫星数据进行处理,得到上述无人机的第一定位结果。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述无人机安装有超宽带收发装置;以及上述处理器还用于:通过上述超宽带收发装置,发射超宽带信号;接收无人机作业区域内的多个超宽带收发机返回的信号,其中,超宽带收发机返回的信号包含超宽带收发机位置信息;基于所接收到的信号,确定各超宽带收发机与上述无人机的距离;基于各超宽带收发机位置信息和所确定的各距离,确定上述无人机的第二定位结果。
在本实施例的一些可选的实现方式中,无人机作业区域内包含至少四个超宽带收发机;以及上述处理器还用于:将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机在上述局部坐标系中的坐标;对于每一个超宽带收发机,以该超宽带收发机在上述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与上述超宽带收发装置的距离为半径,以上述球心和上述半径构建球面;将各球面的交点作为上述超宽带收发装置的位置,确定上述交点在上述局部坐标系中的坐标;将上述超宽带收发装置在上述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为上述无人机的第二定位结果。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述无人机作业区域内包含三个超宽带收发机;以及上述处理器还用于:获取上述无人机的遥控装置的位置和上述遥控装置与上述无人机的距离,其中,上述遥控装置用于控制上述无人机;将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机和上述遥控装置在上述局部坐标系中的坐标;对于上述三个超宽带收发机和上述遥控装置中的每一个装置,以该装置在上述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与上述超宽带收发装置的距离为半径,以上述球心和上述半径构建球面;将各球面的交点作为上述超宽带收发装置的位置,确定上述交点在上述局部坐标系中的坐标;将上述超宽带收发装置在上述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为上述无人机的第二定位结果。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述超宽带收发机安装于布设于无人机作业区域的基站中,上述基站安装有卫星定位信号接收机,上述卫星定位信号接收机位于上述无人机作业区域中的卫星定位信号稳定区域。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述基站包括高度调节装置,上述卫星定位信号接收机安装于上述高度调节装置的顶部,上述超宽带收发机安装于上述高度调节装置的底部,上述高度调节装置用于调节卫星定位信号接收机与上述高度调节装置的高度差。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述高度调节装置的顶部安装有天线,卫星定位信号接收机用于通过上述天线接收卫星数据,基于上述卫星数据和基准站的位置,确定上述天线的坐标,并基于上述天线的坐标与上述高度差,生成超宽带收发机位置信息。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述卫星定位信号接收机进一步用于:在上述高度调节装置未产生倾斜时,将上述天线的经度作为超宽带收发机的经度,将上述天线的纬度作为超宽带收发机的纬度,将上述天线的高度与上述高度差的差值,作为超宽带收发机的高度。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述基站还安装有惯性测量单元,上述惯性测量单元用于测量上述高度调节装置的姿态信息;上述卫星定位信号接收机进一步用于:在上述高度调节装置产生倾斜时,基于上述天线的坐标、上述高度差和上述姿态信息,确定超宽带收发机的坐标。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述处理器还用于:通过视觉定位确定各超宽带收发机的位置;通过视觉定位确定出的位置,对上述超宽带收发机位置信息进行校验。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述处理器还用于:基于上述第一定位结果和上述拍摄装置的安装位置,确定上述拍摄装置的第一坐标;基于上述第二定位结果和上述拍摄装置的安装位置,确定上述拍摄装置的第二坐标;基于卫星观测质量,确定上述第一坐标和上述第二坐标的权重;基于上述权重,对上述第一坐标和上述第二坐标进行加权,得到上述拍摄装置的位置。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述卫星观测质量包括所观测到的卫星的数量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述处理器还用于:当所观测到的卫星的数量大于或等于第一预设值时,将上述第一坐标的权重设为第一数值,将上述第二坐标的权重设为第二数值;当所观测到的卫星的数量小于上述第一预设值时,将上述第一坐标的权重设为第三数值,将上述第二坐标的权重设为第四数值;其中,上述第一数值大于上述第三数值,上述第二数值小于上述第四数值,上述第一数值与上述第二数值之和等于上述第三数值与上述第四数值之和。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述处理器还用于:当所观测到的卫星数小于预设的卫星数阈值时,将上述第一坐标的权重设为0,将上述第二坐标的权重设为1。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述卫星观测质量包括上述全球卫星导航定位信号的强度。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述处理器还用于:当上述全球卫星导航定位信号的强度大于或等于第二预设值时,将上述第一坐标的权重设为第五数值,将上述第二坐标的权重设为第六数值;当上述全球卫星导航定位信号的强度小于上述第二预设值时,将上述第一坐标的权重设为第七数值,将上述第二坐标的权重设为第八数值;其中,上述第五数值大于上述第七数值,上述第六数值小于上述第八数值,上述第五数值与上述第六数值之和等于上述第七数值与上述第八数值之和。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述处理器还用于:当上述全球卫星导航定位信号的强度小于预设的强度阈值时,将上述第一坐标的权重设为0,将上述第二坐标的权重设为1。
本申请实施例还提供一种无人机,其上安装有拍摄装置和图8实施例中的无人机定位装置。
本申请实施例还提供一种计算机可读介质,计算机可读介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述像控点定位方法的实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果。为避免重复,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法的实施例的各个过程,这里不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
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、装置、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读介质(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的方法、终端设备(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终端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终端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终端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终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端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终端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。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的数据传输系统、方法、发送端和计算机可读介质,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (38)

1.一种无人机定位方法,应用于卫星定位信号不稳定区域,所述无人机安装有超宽带收发装置和拍摄装置,其特征在于,所述方法包括:
基于全球卫星导航定位信号,确定所述无人机的第一定位结果;
基于超宽带定位信号,确定所述无人机的第二定位结果,所述超宽带定位信号包含超宽带收发机位置信息,所述超宽带收发机位置信息由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得;
融合所述第一定位结果和所述第二定位结果,确定所述拍摄装置的位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于全球卫星导航定位信号,确定所述无人机的第一定位结果,包括:
接收卫星数据,并利用实时动态RTK载波相位差分技术对所述卫星数据进行处理,得到所述无人机的第一定位结果。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于超宽带定位信号,确定所述无人机的第二定位结果,包括:
通过所述超宽带收发装置,发射超宽带信号;
接收无人机作业区域内的多个超宽带收发机返回的信号,其中,超宽带收发机返回的信号包含超宽带收发机位置信息;
基于所接收到的信号,确定各超宽带收发机与所述无人机的距离;
基于各超宽带收发机位置信息和所确定的各距离,确定所述无人机的第二定位结果。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述无人机作业区域内包含至少四个超宽带收发机;以及
所述基于各超宽带收发机位置信息和所确定的各距离,确定所述无人机的第二定位结果,包括:
将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机在所述局部坐标系中的坐标;
对于每一个超宽带收发机,以该超宽带收发机在所述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与所述超宽带收发装置的距离为半径,以所述球心和所述半径构建球面;
将各球面的交点作为所述超宽带收发装置的位置,确定所述交点在所述局部坐标系中的坐标;
将所述超宽带收发装置在所述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为所述无人机的第二定位结果。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述无人机作业区域内包含三个超宽带收发机;以及
所述基于各超宽带收发机位置信息和所确定的各距离,确定所述无人机的第二定位结果,包括:
获取所述无人机的遥控装置的位置和所述遥控装置与所述无人机的距离,其中,所述遥控装置用于控制所述无人机;
将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机和所述遥控装置在所述局部坐标系中的坐标;
对于所述三个超宽带收发机和所述遥控装置中的每一个装置,以该装置在所述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与所述超宽带收发装置的距离为半径,以所述球心和所述半径构建球面;
将各球面的交点作为所述超宽带收发装置的位置,确定所述交点在所述局部坐标系中的坐标;
将所述超宽带收发装置在所述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为所述无人机的第二定位结果。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超宽带收发机安装于布设于无人机作业区域的基站中,所述基站安装有卫星定位信号接收机,所述卫星定位信号接收机位于所述无人机作业区域中的卫星定位信号稳定区域。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基站包括高度调节装置,所述卫星定位信号接收机安装于所述高度调节装置的顶部,所述超宽带收发机安装于所述高度调节装置的底部,所述高度调节装置用于调节卫星定位信号接收机与所述高度调节装置的高度差。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述高度调节装置的顶部安装有天线,卫星定位信号接收机用于通过所述天线接收卫星数据,基于所述卫星数据和基准站的位置,确定所述天线的坐标,并基于所述天线的坐标与所述高度差,生成超宽带收发机位置信息。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述卫星定位信号接收机进一步用于:在所述高度调节装置未产生倾斜时,将所述天线的经度作为超宽带收发机的经度,将所述天线的纬度作为超宽带收发机的纬度,将所述天线的高度与所述高度差的差值,作为超宽带收发机的高度。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述基站还安装有惯性测量单元,所述惯性测量单元用于测量所述高度调节装置的姿态信息;
所述卫星定位信号接收机进一步用于:在所述高度调节装置产生倾斜时,基于所述天线的坐标、所述高度差和所述姿态信息,确定超宽带收发机的坐标。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过视觉定位确定各超宽带收发机的位置;
通过视觉定位确定出的位置,对所述超宽带收发机位置信息进行校验。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述融合所述第一定位结果和所述第二定位结果,确定所述拍摄装置的位置,包括:
基于所述第一定位结果和所述拍摄装置的安装位置,确定所述拍摄装置的第一坐标;
基于所述第二定位结果和所述拍摄装置的安装位置,确定所述拍摄装置的第二坐标;
基于卫星观测质量,确定所述第一坐标和所述第二坐标的权重;
基于所述权重,对所述第一坐标和所述第二坐标进行加权,得到所述拍摄装置的位置。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述卫星观测质量包括所观测到的卫星的数量。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述基于卫星观测质量,确定所述第一坐标和所述第二坐标的权重,包括:
当所观测到的卫星的数量大于或等于第一预设值时,将所述第一坐标的权重设为第一数值,将所述第二坐标的权重设为第二数值;
当所观测到的卫星的数量小于所述第一预设值时,将所述第一坐标的权重设为第三数值,将所述第二坐标的权重设为第四数值;
其中,所述第一数值大于所述第三数值,所述第二数值小于所述第四数值,所述第一数值与所述第二数值之和等于所述第三数值与所述第四数值之和。
15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述基于卫星观测质量,确定所述第一坐标和所述第二坐标的权重,包括:
当所观测到的卫星数小于预设的卫星数阈值时,将所述第一坐标的权重设为0,将所述第二坐标的权重设为1。
16.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述卫星观测质量包括所述全球卫星导航定位信号的强度。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述基于卫星观测质量,确定所述第一坐标和所述第二坐标的权重,包括:
当所述全球卫星导航定位信号的强度大于或等于第二预设值时,将所述第一坐标的权重设为第五数值,将所述第二坐标的权重设为第六数值;
当所述全球卫星导航定位信号的强度小于所述第二预设值时,将所述第一坐标的权重设为第七数值,将所述第二坐标的权重设为第八数值;
其中,所述第五数值大于所述第七数值,所述第六数值小于所述第八数值,所述第五数值与所述第六数值之和等于所述第七数值与所述第八数值之和。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述基于卫星观测质量,确定所述第一坐标和所述第二坐标的权重,包括:
当所述全球卫星导航定位信号的强度小于预设的强度阈值时,将所述第一坐标的权重设为0,将所述第二坐标的权重设为1。
19.一种无人机定位装置,其特征在于,应用于卫星定位信号不稳定区域,所述无人机安装有超宽带收发装置和拍摄装置,所述无人机定位装置包括处理器和存储器;
所述存储器,用于存储程序指令;
所述处理器,用于执行所述存储器存储的程序指令,当程序指令被执行时,所述处理器用于执行如下步骤:
基于全球卫星导航定位信号,确定所述无人机的第一定位结果;
基于超宽带定位信号,确定所述无人机的第二定位结果,所述超宽带定位信号包含超宽带收发机位置信息,所述超宽带收发机位置信息由位于卫星定位信号稳定区域的卫星定位信号接收机获得;
融合所述第一定位结果和所述第二定位结果,确定所述拍摄装置的位置。
20.根据权利要求19所述的无人机定位装置,其特征在于,所述处理器还用于:
接收卫星数据,并利用实时动态RTK载波相位差分技术对所述卫星数据进行处理,得到所述无人机的第一定位结果。
21.根据权利要求19所述的无人机定位装置,其特征在于,所述无人机安装有超宽带收发装置;以及
所述处理器还用于:
通过所述超宽带收发装置,发射超宽带信号;
接收无人机作业区域内的多个超宽带收发机返回的信号,其中,超宽带收发机返回的信号包含超宽带收发机位置信息;
基于所接收到的信号,确定各超宽带收发机与所述无人机的距离;
基于各超宽带收发机位置信息和所确定的各距离,确定所述无人机的第二定位结果。
22.根据权利要求21所述的无人机定位装置,其特征在于,无人机作业区域内包含至少四个超宽带收发机;以及
所述处理器还用于:
将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机在所述局部坐标系中的坐标;
对于每一个超宽带收发机,以该超宽带收发机在所述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与所述超宽带收发装置的距离为半径,以所述球心和所述半径构建球面;
将各球面的交点作为所述超宽带收发装置的位置,确定所述交点在所述局部坐标系中的坐标;
将所述超宽带收发装置在所述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为所述无人机的第二定位结果。
23.根据权利要求21所述的无人机定位装置,其特征在于,所述无人机作业区域内包含三个超宽带收发机;以及
所述处理器还用于:
获取所述无人机的遥控装置的位置和所述遥控装置与所述无人机的距离,其中,所述遥控装置用于控制所述无人机;
将其中一个超宽带收发机的位置作为原点,构建局部坐标系,并确定其余各超宽带收发机和所述遥控装置在所述局部坐标系中的坐标;
对于所述三个超宽带收发机和所述遥控装置中的每一个装置,以该装置在所述局部坐标系中的坐标为球心,以该超宽带收发机与所述超宽带收发装置的距离为半径,以所述球心和所述半径构建球面;
将各球面的交点作为所述超宽带收发装置的位置,确定所述交点在所述局部坐标系中的坐标;
将所述超宽带收发装置在所述局部坐标系中的坐标转换为在地理坐标系中的坐标,将转换后的坐标作为所述无人机的第二定位结果。
24.根据权利要求19之一所述的无人机定位装置,其特征在于,所述超宽带收发机安装于布设于无人机作业区域的基站中,所述基站安装有卫星定位信号接收机,所述卫星定位信号接收机位于所述无人机作业区域中的卫星定位信号稳定区域。
25.根据权利要求24所述的无人机定位装置,其特征在于,所述基站包括高度调节装置,所述卫星定位信号接收机安装于所述高度调节装置的顶部,所述超宽带收发机安装于所述高度调节装置的底部,所述高度调节装置用于调节卫星定位信号接收机与所述高度调节装置的高度差。
26.根据权利要求25所述的无人机定位装置,其特征在于,所述高度调节装置的顶部安装有天线,卫星定位信号接收机用于通过所述天线接收卫星数据,基于所述卫星数据和基准站的位置,确定所述天线的坐标,并基于所述天线的坐标与所述高度差,生成超宽带收发机位置信息。
27.根据权利要求26所述的无人机定位装置,其特征在于,所述卫星定位信号接收机进一步用于:在所述高度调节装置未产生倾斜时,将所述天线的经度作为超宽带收发机的经度,将所述天线的纬度作为超宽带收发机的纬度,将所述天线的高度与所述高度差的差值,作为超宽带收发机的高度。
28.根据权利要求26所述的无人机定位装置,其特征在于,所述基站还安装有惯性测量单元,所述惯性测量单元用于测量所述高度调节装置的姿态信息;
所述卫星定位信号接收机进一步用于:在所述高度调节装置产生倾斜时,基于所述天线的坐标、所述高度差和所述姿态信息,确定超宽带收发机的坐标。
29.根据权利要求19所述的无人机定位装置,其特征在于,所述处理器还用于:
通过视觉定位确定各超宽带收发机的位置;
通过视觉定位确定出的位置,对所述超宽带收发机位置信息进行校验。
30.根据权利要求19所述的无人机定位装置,其特征在于,所述处理器还用于:
基于所述第一定位结果和所述拍摄装置的安装位置,确定所述拍摄装置的第一坐标;
基于所述第二定位结果和所述拍摄装置的安装位置,确定所述拍摄装置的第二坐标;
基于卫星观测质量,确定所述第一坐标和所述第二坐标的权重;
基于所述权重,对所述第一坐标和所述第二坐标进行加权,得到所述拍摄装置的位置。
31.根据权利要求30所述的无人机定位装置,其特征在于,所述卫星观测质量包括所观测到的卫星的数量。
32.根据权利要求31所述的无人机定位装置,其特征在于,所述处理器还用于:
当所观测到的卫星的数量大于或等于第一预设值时,将所述第一坐标的权重设为第一数值,将所述第二坐标的权重设为第二数值;
当所观测到的卫星的数量小于所述第一预设值时,将所述第一坐标的权重设为第三数值,将所述第二坐标的权重设为第四数值;
其中,所述第一数值大于所述第三数值,所述第二数值小于所述第四数值,所述第一数值与所述第二数值之和等于所述第三数值与所述第四数值之和。
33.根据权利要求30所述的无人机定位装置,其特征在于,所述处理器还用于:
当所观测到的卫星数小于预设的卫星数阈值时,将所述第一坐标的权重设为0,将所述第二坐标的权重设为1。
34.根据权利要求33所述的无人机定位装置,其特征在于,所述卫星观测质量包括所述全球卫星导航定位信号的强度。
35.根据权利要求34所述的无人机定位装置,其特征在于,所述处理器还用于:
当所述全球卫星导航定位信号的强度大于或等于第二预设值时,将所述第一坐标的权重设为第五数值,将所述第二坐标的权重设为第六数值;
当所述全球卫星导航定位信号的强度小于所述第二预设值时,将所述第一坐标的权重设为第七数值,将所述第二坐标的权重设为第八数值;
其中,所述第五数值大于所述第七数值,所述第六数值小于所述第八数值,所述第五数值与所述第六数值之和等于所述第七数值与所述第八数值之和。
36.根据权利要求34所述的无人机定位装置,其特征在于,所述处理器还用于:
当所述全球卫星导航定位信号的强度小于预设的强度阈值时,将所述第一坐标的权重设为0,将所述第二坐标的权重设为1。
37.一种无人机,其特征在于,安装有拍摄装置和权利要求19-36中任一所述的无人机定位装置。
38.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-18中任一所述的方法。
CN201980032407.3A 2019-08-20 2019-08-20 无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质 Pending CN112219137A (zh)

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PCT/CN2019/101648 WO2021031126A1 (zh) 2019-08-20 2019-08-20 无人机定位方法、装置、无人机和计算机可读介质

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114740511A (zh) * 2022-06-13 2022-07-12 广州地铁设计研究院股份有限公司 基于测量机器人的无人机定位方法及无人机定位系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106443740A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 上海顺砾智能科技有限公司 应用于无人机的快速定位系统及方法
CN108279003A (zh) * 2018-02-01 2018-07-13 福州大学 一种基于适用于变电站使用的无人机高精度定位巡检系统
CN108490473A (zh) * 2018-02-10 2018-09-04 深圳大学 一种融合gnss和uwb的无人机增强定位方法与系统
CN108520640A (zh) * 2018-03-23 2018-09-11 清研讯科(北京)科技有限公司 基于超宽带的无人机导航方法、导航设备、无人机
CN108957512A (zh) * 2017-05-26 2018-12-07 苏州宝时得电动工具有限公司 定位装置及方法以及自动行走设备
CN109270956A (zh) * 2018-11-19 2019-01-25 深圳大学 一种基于uwb的无人飞行器自主定位导航系统
CN109544894A (zh) * 2017-01-23 2019-03-29 深圳市大疆创新科技有限公司 控制方法、无人机及遥控设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107942364A (zh) * 2016-10-13 2018-04-20 阿里巴巴集团控股有限公司 车辆定位方法和车辆定位系统
CN108759824A (zh) * 2018-07-24 2018-11-06 顺丰科技有限公司 高精度定位导航系统及方法
CN110121150B (zh) * 2019-05-24 2021-03-19 上海物联网有限公司 一种基于uwb技术的室内跨区域无缝定位系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106443740A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 上海顺砾智能科技有限公司 应用于无人机的快速定位系统及方法
CN109544894A (zh) * 2017-01-23 2019-03-29 深圳市大疆创新科技有限公司 控制方法、无人机及遥控设备
CN108957512A (zh) * 2017-05-26 2018-12-07 苏州宝时得电动工具有限公司 定位装置及方法以及自动行走设备
CN108279003A (zh) * 2018-02-01 2018-07-13 福州大学 一种基于适用于变电站使用的无人机高精度定位巡检系统
CN108490473A (zh) * 2018-02-10 2018-09-04 深圳大学 一种融合gnss和uwb的无人机增强定位方法与系统
CN108520640A (zh) * 2018-03-23 2018-09-11 清研讯科(北京)科技有限公司 基于超宽带的无人机导航方法、导航设备、无人机
CN109270956A (zh) * 2018-11-19 2019-01-25 深圳大学 一种基于uwb的无人飞行器自主定位导航系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114740511A (zh) * 2022-06-13 2022-07-12 广州地铁设计研究院股份有限公司 基于测量机器人的无人机定位方法及无人机定位系统

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