[發(fā)明專利]基于視覺的無人機飛行控制方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010842718.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111880576A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉旭;唐甜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安聯(lián)飛智能裝備研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 項京;丁蕓

本發(fā)明實施例提供了一種基于視覺的無人機飛行控制方法及裝置，其中方法包括：獲取預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的多個視覺定位結(jié)果和多個慣導(dǎo)定位結(jié)果，以及獲取視覺傳感器的狀態(tài)參數(shù)和慣性傳感器的狀態(tài)參數(shù)，獲取預(yù)設(shè)的、與當(dāng)前飛行區(qū)域?qū)?yīng)的慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例，并按照慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例從多個慣導(dǎo)定位結(jié)果中選取第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果，在多個視覺定位結(jié)果的均值與第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果的均值之間的差別值小于或者等于預(yù)設(shè)閾值的情況下，利用多個視覺定位結(jié)果、第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果、視覺傳感器的狀態(tài)參數(shù)、以及慣性傳感器的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行定位計算，得到當(dāng)前定位結(jié)果。本發(fā)明能夠提高無人機自主定位以及執(zhí)行任務(wù)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于視覺的無人機飛行控制方法及裝置。

背景技術(shù)

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，無需人類親自駕駛，可以在危險的環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)，被廣泛地應(yīng)用于空中偵察、監(jiān)視以及通信等任務(wù)。

無人機可以通過自身的飛行控制與管理系統(tǒng)實現(xiàn)飛行控制功能，飛行控制與管理系統(tǒng)一般包括：傳感器子系統(tǒng)、控制與管理計算機、伺服動作子系統(tǒng)以及地面操控與顯示終端。傳感器子系統(tǒng)中主要包括組合導(dǎo)航系統(tǒng)，組合導(dǎo)航系統(tǒng)包括：GPS(Global PositioningSystem，全球定位系統(tǒng))、慣性測量元件、地磁指南針以及氣壓計，GPS可以測得無人機的三維位置，慣性測量元件可以測得無人機的加速度以及角速度，地磁指南針可以測得無人機的航向，氣壓計可以測得無人機的海拔高度。現(xiàn)有無人機可以運用組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的一個或多個傳感器測的無人機的運動狀態(tài)量，無人機的運動狀態(tài)量包括：三維位置、三維角度、三維速度、三維加速度以及三維角速度。

然而，組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的傳感器很容易受到外界環(huán)境的干擾，比如，GPS會受到障礙物的干擾，氣壓計會受到空氣的溫度以及濕度的干擾，使得組合導(dǎo)航系統(tǒng)對無人機的運動狀態(tài)量的測量產(chǎn)生誤差，從而，無人機無法安全可靠地飛行以及完成任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種基于視覺的無人機飛行控制方法及裝置，以提高無人機在組合導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)生故障時的定位精度。具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于視覺的無人機飛行控制方法，所述方法包括：

獲取預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的多個視覺定位結(jié)果和多個慣導(dǎo)定位結(jié)果，以及，獲取視覺傳感器的狀態(tài)參數(shù)和慣性傳感器的狀態(tài)參數(shù)，所述視覺傳感器的狀態(tài)參數(shù)用于表征該視覺傳感器的輸入與輸出之間是否正常，所述慣性傳感器的狀態(tài)參數(shù)用于表征該慣性傳感器的輸入與輸出之間是否正常；

獲取預(yù)設(shè)的、與當(dāng)前飛行區(qū)域?qū)?yīng)的慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例，并按照所述慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例從所述多個慣導(dǎo)定位結(jié)果中選取第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果；

在所述多個視覺定位結(jié)果的均值與所述第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果的均值之間的差別值小于或者等于預(yù)設(shè)閾值的情況下，利用所述多個視覺定位結(jié)果、所述第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果、視覺傳感器的狀態(tài)參數(shù)、以及慣性傳感器的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行定位計算，得到當(dāng)前定位結(jié)果。

可選的，所述獲取預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的多個視覺定位結(jié)果和多個慣導(dǎo)定位結(jié)果的步驟，包括：

利用視覺傳感器獲取所述預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的無人機的多個視覺定位結(jié)果，以及，利用慣性傳感器獲取所述預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的無人機的多個慣導(dǎo)定位結(jié)果。

可選的，則所述獲取預(yù)設(shè)的、與當(dāng)前飛行區(qū)域?qū)?yīng)的慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例，并按照所述慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例從所述多個慣導(dǎo)定位結(jié)果中選取第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果的步驟，包括：

從預(yù)存的參數(shù)文件中獲得所述慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例，所述參數(shù)文件中保存有：不同的飛行區(qū)域?qū)?yīng)的慣導(dǎo)定位結(jié)果選取比例；

按照所述慣導(dǎo)定位結(jié)果的選取比例，從所述多個慣導(dǎo)定位結(jié)果中選取第一數(shù)量個慣導(dǎo)定位結(jié)果。