无人机对地高度的测量方法、无人机定位方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及无人机对地高度的测量方法、无人机定 位方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着网络通信技术的发展，无人机也得到了广泛的应用。该无人机是一种由无线 电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器，其用途很广泛，但是，如何对处于 飞行状态的无人机进行定位则成了一个关键的问题。
[0003] 现有技术中，无人机定位方法一般采用根据全球定位系统（Global Positioning System，GPS)进行定位。若没有GPS信号，则不能完成对无人机的定位。若采用无线电定 位系统进行定位时，该无线电定位系统需要安装在固定的空间，从而限制了其使用范围，且 价格极其昂贵。因此，现有技术中的无人机定位方法适用范围较小，成本较高。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种无人机对地高度的测量方法、无人机定位方法及装置，以解决现 有技术中的无人机定位方法适用范围较小，成本较高的问题。
[0005] 根据本发明实施例的第一方面，提供一种无人机对地高度的测量方法，该无人机 包括第一传感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器在垂直方向存在高度差，所述方 法包括：
[0006] 通过第一传感器获取无人机在第一坐标系下的第一移动速度，以及通过第二传感 器获取无人机在第一坐标系下的第二移动速度；
[0007] 根据所述第一移动速度、所述第二移动速度、以及所述高度差确定所述无人机的 对地高度。
[0008] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种无人机定位方法，该无人机包括第一传 感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器在垂直方向存在高度差，该方法包括：
[0009] 通过第一传感器获取无人机在第一坐标系下的第一移动速度，以及通过第二传感 器获取无人机在第一坐标系下的第二移动速度；
[0010] 根据所述第一移动速度、所述第二移动速度、以及所述高度差确定所述无人机的 对地高度；
[0011] 根据无人机的对地高度确定无人机在第二坐标系下的移动速度；
[0012] 根据无人机在第二坐标系下的移动速度确定无人机相对于起飞点的水平位置。
[0013] 根据本发明实施例的第三方面，提供一种无人机对地高度的测量装置，该无人机 包括第一传感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器在垂直方向存在高度差，所述装 置包括：
[0014] 获取单元，用于通过第一传感器获取无人机在第一坐标系下的第一移动速度，以 及通过第二传感器获取无人机在第一坐标系下的第二移动速度；
[0015] 确定单元，用于根据所述第一移动速度、所述第二移动速度、以及所述高度差确定 所述无人机的对地高度。
[0016] 根据本发明实施例的第四方面，提供一种无人机定位装置，该无人机包括第一传 感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器在垂直方向存在高度差，包括：
[0017] 获取单元，用于通过第一传感器获取无人机在第一坐标系下的第一移动速度，以 及通过第二传感器获取无人机在第一坐标系下的第二移动速度；
[0018] 第一确定单元，用于根据所述第一移动速度、所述第二移动速度、以及所述高度差 确定所述无人机的对地高度；
[0019] 第二确定单元，用于根据无人机的对地高度确定无人机在第二坐标系下的移动速 度；
[0020] 第三确定单元，用于根据无人机在第二坐标系下的移动速度确定无人机相对于起 飞点的水平位置。
[0021] 应用本发明实施例，通过第一传感器获取无人机在第一坐标系下的移动速度；获 取无人机在第二坐标系下的移动速度；根据无人机在第一坐标系下的移动速度和无人机在 第二坐标系下的移动速度确定无人机相对于地面的高度，从而提高了针对无人机对地高度 测量的速度和精准度。以及，通过第一传感器获取无人机在第一坐标系下的第一移动速度， 以及通过第二传感器获取无人机在第一坐标系下的第二移动速度，根据无人机在第一坐标 系下的第一移动速度、无人机在第一坐标系下的第二移动速度、以及第一传感器和第二传 感器在垂直方向存在的高度差确定无人机的对地高度，根据无人机的对地高度确定无人机 在第二坐标系下的移动速度，根据无人机在第二坐标系下的移动速度确定无人机相对于起 飞点的水平位置，使得只通过两个传感器就能确定无人机的定位，从而降低了无人机定位 的难度，还提高了无人机定位的速度和精准度。
【附图说明】
[0022] 图1是应用本发明实施例无人机对地高度的测量以及无人机定位的应用场景示 意图；
[0023] 图2是本发明无人机对地高度的测量方法的一个实施例流程图；
[0024] 图3是本发明无人机对地高度的测量方法的另一个实施例流程图；
[0025] 图4是本发明无人机定位方法的一个实施例流程图；
[0026] 图5是本发明无人机定位方法的另一个实施例流程图；
[0027] 图6是本发明无人机对地高度的测量装置和无人机定位装置所在设备的一种硬 件结构图；
[0028] 图7是本发明无人机对地高度的测量的一个实施例框图；
[0029] 图8是本发明无人机定位装置的一个实施例框图。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实 施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方 案作进一步详细的说明。
[0031] 参见图1，为应用本发明实施例无人机定位的应用场景示意图：
[0032] 图1中示出了一种无人机飞行状态的示意图。该飞行状态中无人机的滚转角和俯 仰角皆为0度。由于滚转角Θ、俯仰角φ皆为0度，所以图1中没有标出。其中，俯仰角 Φ是左右方向的角度，滚转角Θ是前后方向的倾斜角度，并且可以由无人机上携带的传感 器，比如，陀螺仪和加速度计，联合测得。
[0033] 本发明实施例中，无人机的底部安装了两个传感器，分别为Sl和s2,并且该两个 传感器不是安装在同一个高度上，h是Sl相对于地面的高度即无人机相对于地面的高度。 hi是s2相对于地面的尚度，L是si和s2之间在垂直方向的尚度差。其中，h的最大值可 达10米至20米之间，L的数值可以在10厘米至15厘米之间。
[0034] 图1中的a 1是si镜头的视野度数，α 2也是s2镜头的视野度数，其中Sl镜头 的视野度数和s2镜头的视野度数相同。另外，si镜头的视野度数和s2镜头的视野度数也 可以不相同，即选择不同的镜头。若为了保证无人机定位的精确性，可以选择相同的镜头， 即si镜头的视野度数和s2镜头的视野度数相同。
[0035] 图1中的V是无人机在世界坐标系下的移动速度。由于si和s2皆安装在无人机 上，不管根据si测量的图像坐标系下的第一移动速度，还是根据s2测量的图像坐标系下的 第一移动速度，最后计算出来的无人机在世界坐标系下V是相同的。本发明实施例中的两 个传感器皆可包括成像模块和数字信号处理（digital signal processing，DSP)模块，所 述成像模块在预设的采样时间内对无人机的对地图像进行采集，数字信号处理模块所采集 的对地图像进行对比后计算所采集后的对地图像中的各个特征点的平均像素移动速度。
[0036] 在计算过程中，si测量的图像坐标系下的第一移动速度和s2测量的图像坐标系 下的第二移动速度不同，si相对于地面的高度h、和s2相对于地面的高度hi也不同，并且， 各个移动速度随着各个传感器的对地高度变化而变化。
[0037] 本发明实施例中，图像坐标系指的是以像素为单位的坐标系，传感器采集的数字 图像可以存储为数组，数组中的每一个像素的值即是图像点的亮度，每一个像素的坐标是 该像素在数组中的列数和行数。
[0038] 以及，世界坐标系指的是系统的绝对坐标系，在没有建立用户坐标系之前画面上 所有点的坐标都是以该坐标系的原点来确定各自的位置的。其中，利用Sl计