[發明專利]無人飛行器室內定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201710339740.1
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107300704B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 陳輝;王峰
• 申請（專利權）人: 武漢星巡智能科技有限公司
• 主分類號: G01S15/10
• 分類號: G01S15/10;G01S19/42
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

本發明提供一種無人飛行器室內定位方法及裝置。該無人飛行器室內定位方法包括：S1所述無人飛行器發射超聲波信號和輔助同步定位信號，記錄為初始時刻T0；S2公共定時器接收到所述輔助同步定位信號時，記錄為開始時刻T1；S3 N個設于室內不同位置的接收器接收所述超聲波信號，分別記錄結束時刻T2、T3…TN+1；S4獲取所述結束時刻T2、T3…TN+1與所述時刻T1的時間差，之后分別計算所述無人飛行器與各所述接收器之間的距離；S5依據各距離值定位所述無人飛行器的當前位置。本發明提供的無人飛行器室內定位方法及裝置，在沒有GPS信號或者GPS定位信號差的情況下，采用較低成本實現高精度地定位無人飛行器的位置。

技術領域

本發明涉及無人飛行器技術領域，特別是涉及一種無人飛行器室內定位方法及裝置。

背景技術

無人機是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務設備、執行多種任務并能重復使用的飛行器。能夠利用無線遙控設備和自身的控制裝置進行控制的不載人飛行器，例如無人直升機、無人固定翼機、無人傘翼機等等。該無人機可以用于掛載拍攝裝置，用于航拍、測繪、偵查等等。

目前，隨著無人機應用越來越普及，出現了更多航飛速度更快、飛行高度更高、更加操作靈活、體積更小的無人飛行器。而隨著飛行速度及飛行高度的不斷增加，加上飛行器本體越來越小，對飛行器本身的性能要求也越來越高。現有技術中，多數無人飛行器采用全球衛星定位系統（GPS）來進行定位。全球衛星定位系統（GPS）的應用是基于衛星發射信號給定位端，當定位端同時收到 4 顆以上的衛星信號后，再根據相關的定位算法算出其當前所處位置的三維坐標、速度和時間等。然而，這種定位原理的前提是要能接收到衛星信號，這就將GPS模塊的使用限制在室外且能夠接收到良好的衛星信號的環境下。在室內等衛星信號不好的一些環境下，我們無法接收到符合要求的衛星信號，或者是完全接收不到信號，并且這個信號產生的GPS位置信息的誤差變得非常大，幾乎無法使用。

具體來說，無人飛行器飛行速度及高度的提升，將導致飛行器根據操控要求實現懸停的難度提高；小型飛行器在室內或空間較為隱蔽的地方飛行時由于無法實現衛星定位或衛星定位精度差，而無法實現定點懸停、避開障礙物等問題，上述問題將導致無人飛行器存在一定的安全隱患，同時對操控者而言，也無法體驗到良好的飛行操控效果。

對比文件1（CN104932523A）公開一種無人飛行器的定位方法，該方法通過無人飛行器上的攝像頭獲取視頻流圖像信息，根據解析視頻圖像信息得到特征點信息以及高度信息和姿態信息，得到飛行器的漂移方向和漂移距離，融合成視頻流定位信息，再通過獲取衛星定位信號，將衛星定位信號和視頻流定位信號進行融合處理后，得到精度的定位信息。

此外，還有一些關于無人機室內定位技術，如光流定位技術、慣性設備與超生波測距相結合定位技術、攝像頭圖像結合雷達避障系統定位技術以及攝像頭圖像對比定位技術等。盡管這些方法在一定程度上可以較好地用于無人機室內定位，但仍存在一些局限性。如使用光流或攝像頭圖像定位技術，不僅成本較高，而且還需要復雜的圖像處理算法；而使用慣性測量器件等，則定位精度會受到一定的限制；同時，采用雷達避障則需要高精度的雷達掃描系統，價格昂貴、結構復雜。

發明內容

本發明正是基于以上一個或多個問題，提供一種無人飛行器室內定位方法及裝置，用以解決現有技術中無人飛行器在室內等場合接收GPS定位信號不佳時，定位成本高昂以及定位精度不準確的技術問題。

本發明提供一種無人飛行器室內定位方法，所述無人飛行器室內定位方法包括以下步驟：

S1 所述無人飛行器發射超聲波信號和輔助同步定位信號，記錄為初始時刻T₀；

S2 公共定時器接收到所述輔助同步定位信號時，記錄為開始時刻T₁；