[發明專利]飛行器單目視覺尺度估計方法和裝置、飛行器導航系統及飛行器

有效

• 申請號: 201810365375.6
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN110388917B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 門春雷;劉艷光;張文凱;陳明軒;郝尚榮;鄭行;徐進;韓微
• 申請（專利權）人: 北京京東尚科信息技術有限公司;北京京東世紀貿易有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曹蓓;方亮

1.一種飛行器單目視覺尺度估計方法，包括：

獲取當前飛行高度估計值；

在所述飛行高度估計值小于預定高度的情況下，根據垂直向下探測的距離探測傳感器的探測數據和慣性測量單元IMU的探測數據確定單目視覺尺度值，包括：

根據所述距離探測傳感器的探測數據獲取即時定位與地圖構建SLAM算法的尺度估計值，作為第一尺度因子；

根據所述IMU的探測數據獲取所述SLAM算法的尺度估計值，作為第二尺度因子；

基于尺度因子融合策略，根據所述第一尺度因子和所述第二尺度因子確定所述單目視覺尺度值。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述尺度因子融合策略包括：

根據公式：

λ＝λ₁*θ₁+λ₂*θ₂

確定所述單目視覺尺度值λ，其中，λ₁為所述第一尺度因子，λ₂為所述第二尺度因子，θ₁為所述第一尺度因子的權重，θ₂為所述第二尺度因子的權重，θ₁與所述距離探測傳感器的置信度與所述距離探測傳感器和所述IMU的置信度之和的比值正相關，θ₁和θ₂為正數，且θ₁+θ₂＝1。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述根據所述距離探測傳感器的探測數據和單目視覺探測數據獲取第一尺度因子包括：

根據SLAM算法的輸出頻率獲取所述距離探測傳感器探測的高度變化情況；

根據所述距離探測傳感器統計的高度變化情況，以及快速特征點提取和描述ORB-SLAM算法確定的高度變化情況，基于加權最小二乘法確定所述單目視覺尺度值，其中，距離當前時刻越近的數據權重越大。

4.根據權利要求1所述的方法，還包括：

在所述飛行器高度大于等于所述預定高度的情況下根據所述IMU的探測數據獲取所述SLAM算法的尺度估計值，作為單目視覺尺度值。

5.根據權利要求1或4所述的方法，其中，所述根據所述IMU的探測數據確定所述SLAM算法的尺度估計值包括：

按照SLAM算法的輸出頻率獲取IMU位姿信息，確定在任意相鄰兩幀單目圖像的采集時刻之間IMU統計的位姿變化情況；

根據IMU統計的位姿變化情況，以及快速特征點提取和描述ORB-SLAM算法確定的位姿變化情況，基于最小二乘法確定所述單目視覺尺度值。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，

所述距離探測傳感器包括超聲波傳感器、激光雷達或毫米波雷達中的一種或多種。

7.根據權利要求1或6所述的方法，其中，

所述當前飛行高度估計值為通過所述距離探測傳感器獲取。

8.一種飛行器單目視覺尺度估計裝置，包括：

高度估計模塊，被配置為獲取當前飛行高度估計值；

尺度計算模塊，被配置為在所述飛行高度估計值小于預定高度的情況下，根據垂直向下探測的距離探測傳感器的探測數據和慣性測量單元IMU的探測數據確定單目視覺尺度值，包括：

第一尺度估計單元，被配置為根據所述距離探測傳感器的探測數據獲取即時定位與地圖構建SLAM算法的尺度估計值，作為第一尺度因子；

第二尺度估計單元，被配置為根據所述IMU的探測數據獲取所述SLAM算法的尺度估計值，作為第二尺度因子；

融合單元，被配置為基于尺度因子融合策略，根據所述第一尺度因子和所述第二尺度因子確定所述單目視覺尺度值。