[發(fā)明專利]無人機(jī)定位系統(tǒng)、無人機(jī)以及無人機(jī)定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811279904.7
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109521781A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃立;李波;劉壽寶;周忠芬;顧興;劉華斌;王效杰
• 申請（專利權(quán)）人: 普宙飛行器科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 深圳市道臻知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

1.一種無人機(jī)定位系統(tǒng)，其包括：具有圖像獲取單元的視覺處理模塊，其用于獲取視覺地圖上的視覺圖案的相關(guān)信息，并根據(jù)所述視覺圖案的相關(guān)信息獲取無人機(jī)的位置信息，且相鄰視覺圖案的頂點(diǎn)按照預(yù)定規(guī)則連接，兩個(gè)頂點(diǎn)的連接處形成一角點(diǎn)；

其特征在于，所述視覺處理模塊根據(jù)下列公式(1)-(7)確定所述無人機(jī)的位置坐標(biāo)；

H＝[h₁ h₂ h₃]＝λK[r₁ r₂ t] (5)；

其中，s為尺度因子，Z＝0，H為單應(yīng)矩陣，R為旋轉(zhuǎn)矩陣，T為平移矩陣，u，v為形成的角點(diǎn)的像素坐標(biāo)，XYZ為三維世界坐標(biāo)；x_c＝0，y_c＝0，z_c＝0，三者均為圖像獲取單元在圖像獲取單元坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，X_c，Y_c，Z_c為圖像獲取單元在三維世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

2.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺處理模塊還根據(jù)下列公式(8)-(11)確定所述無人機(jī)的姿態(tài)信息；

θ_z＝atan2(r₂₁，r₁₁) (8)；

其中，θ_x，θ_y，θ_z為圖像獲取單元的三軸旋轉(zhuǎn)角，R為旋轉(zhuǎn)矩陣。

3.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位環(huán)境為室內(nèi)環(huán)境或全球定位系統(tǒng)信號不可靠的環(huán)境。

4.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺地圖具有至少一個(gè)視覺圖案，每一所述視覺圖案均為相同的多邊形，且每一所述視覺圖案上均附有該視覺圖案的相關(guān)信息。

5.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機(jī)定位系統(tǒng)還包括：

路徑規(guī)劃模塊，其根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)、起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的路徑特點(diǎn)以及獲取的視覺地圖信息自主構(gòu)建連接起點(diǎn)和位置的路徑；

以及運(yùn)動控制模塊，其用于利用目標(biāo)期望航點(diǎn)的期望位置、期望航向的期望速度矢量、無人機(jī)的期望高度和無人機(jī)整體的飛行姿態(tài)信息生成制導(dǎo)指令，且根據(jù)所述制導(dǎo)指令調(diào)整所述無人機(jī)的位置和/或控制所述無人機(jī)的飛行姿態(tài)。

6.如權(quán)利要求5所述的無人機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述自主構(gòu)建連接起點(diǎn)和終點(diǎn)的路徑的方法包括模擬退火算法、人工勢場法、模糊邏輯算法、禁忌搜索算法、可視圖空間、柵格法、蟻群算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法中的一種或幾種。

7.一種無人機(jī)組件，其特征在于，包括：機(jī)體以及如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的無人機(jī)定位系統(tǒng)。

8.如權(quán)利要求7所述的無人機(jī)組件，其特征在于，所述無人機(jī)組件還包括：

樣品檢測模塊，其包括至少一個(gè)監(jiān)測傳感器，其用于在無人機(jī)飛行過程中采集環(huán)境中的樣品，并對其進(jìn)行分析，以獲取樣品監(jiān)測信息，并將所述監(jiān)測信息發(fā)送至用戶處的終端進(jìn)行顯示；

以及物體識別模塊，其用于獲取附著于待監(jiān)視物體表面的物體信息，且將所述物體信息發(fā)送至用戶處的終端進(jìn)行顯示。