本發(fā)明涉及無人機技術領域，特別涉及一種無人機的定位方法及裝置。

背景技術：

傳統的無人機定位方法通常采用GPS(Global Positioning System，全球定位系統)定位。

然而，GPS定位精度相對較低。當無人機位于起降點時，需要較高的定位精度，此時僅依靠GPS定位可能無法滿足無人機的定位要求。

傳統的無人機定位方法還包括利用輔助定位系統進行定位。諸如視覺定位技術、室內定位技術等輔助定位系統的定位準確性受環(huán)境影響較大，因此輔助定位系統提供的位置信息也不夠準確。如何提高無人機定位的準確性，是目前亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發(fā)明解決的一個技術問題是，如何提高無人機定位的準確性。

根據本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種無人機的定位方法，其特征在于，包括：接收全球定位系統GPS提供的位置信息以及輔助定位系統提供的位置信息；確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重；根據GPS提供的位置信息、輔助定位系統提供的位置信息、GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重，加權計算無人機的位置。

在一個實施例中，確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重包括：計算GPS定位誤差；對GPS定位誤差取倒數后進行歸一化操作，得到歸一化GPS定位精度系數；對輔助定位系統信號質量信息進行歸一化操作，得到歸一化輔助定位精度系數；根據歸一化GPS定位精度系數以及歸一化輔助定位精度系數，確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重。

在一個實施例中，計算GPS定位誤差包括：從衛(wèi)星接收水平分量定位精度因子、垂直分量定位精度因子以及鐘差精度因子；將水平分量定位精度因子、垂直分量定位精度因子以及鐘差精度因子的平方和的算術平方根作為GPS定位誤差。

在一個實施例中，輔助定位系統為無線定位系統，輔助定位系統信號質量信息為無線信號質量信息。

在一個實施例中，輔助定位系統為視覺輔助定位系統，輔助定位系統信號質量信息為圖像質量信息。

在一個實施例中，無線定位系統包括：藍牙定位系統、無線局域網定位系統、窄帶寬定位系統。

根據本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種無人機的定位裝置，其特征在于，包括：信息接收模塊，配置為接收全球定位系統GPS提供的位置信息以及輔助定位系統提供的位置信息；權重確定模塊，配置為確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重；位置計算模塊，配置為根據GPS提供的位置信息、輔助定位系統提供的位置信息、GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重，加權計算無人機的位置。

在一個實施例中，權重確定模塊包括：誤差計算單元，配置為計算GPS定位誤差；歸一化計算單元，配置為對GPS定位誤差取倒數后進行歸一化操作，得到歸一化GPS定位精度系數，以及，對輔助定位系統信號質量信息進行歸一化操作，得到歸一化輔助定位精度系數；權重確定單元，配置為根據歸一化GPS定位精度系數以及歸一化輔助定位精度系數，確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重。

在一個實施例中，誤差計算單元配置為：從衛(wèi)星接收水平分量定位精度因子、垂直分量定位精度因子以及鐘差精度因子；將水平分量定位精度因子、垂直分量定位精度因子以及鐘差精度因子的平方和的算術平方根作為GPS定位誤差。

在一個實施例中，輔助定位系統為無線定位系統，輔助定位系統信號質量信息為無線信號質量信息。

在一個實施例中，輔助定位系統為視覺輔助定位系統，輔助定位系統信號質量信息為圖像質量信息。

在一個實施例中，無線定位系統包括：藍牙定位系統、無線局域網定位系統、窄帶寬定位系統。

根據本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種無人機的定位裝置，其特征在于，包括：存儲器；以及耦接至存儲器的處理器，處理器被配置為基于存儲在存儲器中的指令，執(zhí)行前述的無人機的定位方法。

根據本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，計算機可讀存儲介質存儲有計算機指令，指令被處理器執(zhí)行時實現前述的無人機的定位方法。

本發(fā)明根據GPS提供的位置信息、輔助定位系統提供的位置信息、GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重，加權計算無人機的位置，從而提高了無人機定位的準確性。

通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出本發(fā)明無人機的定位方法的一個實施例的流程示意圖。

圖2示出確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重的一個實施例的流程示意圖。

圖3示出本發(fā)明無人機的定位裝置的一個實施例的結構示意圖。

圖4示出權重確定模塊的一個實施例的結構示意圖。

圖5示出本發(fā)明無人機的定位裝置的另一個實施例的結構圖。

圖6示出本發(fā)明無人機的定位裝置的又一個實施例的結構圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

發(fā)明人對現有技術中的定位方法進行了分析，指出現有技術中無人機定位準確性較低的原因在于：采用相對單一的定位方法，對無人機進行定位，始終無法克服該定位方法的固有缺陷；無論采用哪一種現有的定位方法，靜態(tài)的定位過程都會使定位結果具有一定的片面性。

有鑒于此，發(fā)明人采用無人機輔助定位系統與GPS定位系統的數據融合算法，根據多個定位系統的不同定位精度實現無人機的動態(tài)定位。下面結合圖1描述本發(fā)明提供的無人機的定位方法的一個實施例。

圖1示出本發(fā)明無人機的定位方法的一個實施例的流程示意圖。如圖1所示，該實施例的定位方法包括：

步驟S102，接收GPS提供的位置信息。

例如，無人機可以從衛(wèi)星接收GPS提供的位置信息，該位置信息可以為經度、緯度以及高度信息。

步驟S104，接收輔助定位系統提供的位置信息。

其中，輔助定位系統可以為無線定位系統，例如藍牙定位系統、無線局域網定位系統或者窄帶寬定位系統。輔助定位系統還可以為視覺輔助定位系統。

步驟S106，確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重。

無人機確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重的具體過程在后文中進行詳細描述。

步驟S108，根據GPS提供的位置信息、輔助定位系統提供的位置信息、GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重，加權計算無人機的位置。

例如，可以根據公式(1)計算無人機的位置。

P＝Qg×Pg+Qw×Pw (1)

其中，P表示計算得到的無人機的位置，Pg表示GPS提供的位置信息，Pw表示輔助定位系統提供的位置信息，Qg表示GPS的定位權重，Qw表示輔助定位系統的定位權重。

根據上述實施例，無人機在運行過程中，需要實時動態(tài)的確定不同定位系統的定位權重。通過引入不同定位系統的數據可信度作為定位權重，采用復合的定位方法對無人機進行定位，克服了單一定位方法的固有缺陷，實現了無人機的動態(tài)定位，提高了無人機定位的準確性。

下面結合圖2描述確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重的一個實施例。

圖2示出確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重的一個實施例的流程示意圖。如圖2所示，該實施例的實現過程包括：

步驟S2062，無人機計算GPS定位誤差。

例如，無人機可以從衛(wèi)星接收HDOP(horizontal dilution of precision，水平分量精度因子)、VDOP(vertical dilution of precision，垂直分量定位精度因子)以及TDOP(time dilution of precision)鐘差精度因子。其中，HDOP表示GPS系統在水平方向的定位誤差，VDOP表示GPS系統在垂直方向的定位誤差，TDOP表示無人機時表偏移誤差。無人機根據公式(2)計算PDOP(position dilution of precision，三維位置精度因子)，并進一步根據公式(3)計算GPS定位誤差GDOP，即，將水平分量定位精度因子、垂直分量定位精度因子以及鐘差精度因子的平方和的算術平方根作為GPS定位誤差，其中，GDOP可以反映GPS的定位精度。

HDOP²+VDOP²＝PDOP² (2)

PDOP²+TDOP²＝GDOP² (3)

步驟S2064，無人機對GPS定位誤差取倒數后進行歸一化操作，得到歸一化GPS定位精度系數。

例如，對GDOP取倒數并歸一化，得到歸一化GPS定位精度系數G’。

步驟S2066，無人機對輔助定位系統信號質量信息進行歸一化操作，得到歸一化輔助定位精度系數。

例如，當輔助定位系統為無線定位系統時，輔助定位系統信號質量信息為無線信號質量信息。在無線定位技術中，影響定位精度的因素主要為信號質量。對無線定位系統信號質量信息進行歸一化，得到歸一化輔助定位精度系數R’。

再比如，當輔助定位系統為視覺輔助定位系統時，輔助定位系統信號質量信息為圖像質量信息。在視覺輔助定位技術中，圖像質量信息可以表示視覺輔助定位系統的定位精度。

本領域技術人員應理解，輔助定位系統有很多種類，實施例中給出的輔助定位系統僅作為示例。本實施例的核心思想是，根據不同輔助定位系統，找出能代表該輔助定位系統定位精度的物理量來確定權重。

步驟S2068，無人機根據歸一化GPS定位精度系數以及歸一化輔助定位精度系數，確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重。

例如，可以根據公式(4)確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重。

根據上述實施例，在無遮擋、天氣好的情況下GPS信號較強，GPS提供的位置信息相對準確，GSP定位精度隨著環(huán)境變差而降低。另一方面，位于起落點的輔助定位系統采用無線定位技術，其定位精度和無線信號質量有關。無線信號質量越好輔助定位系統的定位精度越高。

根據無人機的起飛過程，在地面附近時輔助定位系統信號強度較強，提供的位置準確性高，定位權重較大；隨著無人機距離地面高度的增加，輔助定位系統信號逐漸減弱，可信度降低。相對而言，由于環(huán)境逐漸變得開闊，GPS信號質量逐漸變好，GPS定位權重增加。因此伴隨著無人機起飛過程，定位系統實現從輔助定位系統逐漸切換到GPS的過程。反之，降落過程中定位系統實現從GPS切換到輔助定位系統的過程。根據實際情況統計，采用本實施例提供的方法可以顯著提高無人機的定位準確性，無人機的理想定位精度可以達到10cm以內，平均定位精度可以達到20cm以內。

下面結合圖3描述本發(fā)明提供的無人機的定位裝置的一個實施例。

圖3示出本發(fā)明無人機的定位裝置的一個實施例的結構示意圖。如圖3所示，該實施例中的無人機的定位裝置30包括：

信息接收模塊302，配置為接收全球定位系統GPS提供的位置信息以及輔助定位系統提供的位置信息。

權重確定模塊304，配置為確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重。

位置計算模塊306，配置為根據GPS提供的位置信息、輔助定位系統提供的位置信息、GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重，加權計算無人機的位置。

根據上述實施例，無人機在運行過程中，需要實時動態(tài)的確定不同定位系統的定位權重。通過引入不同定位系統的數據可信度作為定位權重，采用復合的定位方法對無人機進行定位，克服了單一定位方法的固有缺陷，實現了無人機的動態(tài)定位，提高了無人機定位的準確性。

下面結合圖4描述權重確定模塊的一個實施例。

圖4示出權重確定模塊的一個實施例的結構示意圖。如圖4所示，該實施例中的權重確定模塊304包括：

誤差計算單元4042，配置為計算GPS定位誤差。

歸一化計算單元4044，配置為對GPS定位誤差取倒數后進行歸一化操作，得到歸一化GPS定位精度系數，以及，對輔助定位系統信號質量信息進行歸一化操作，得到歸一化輔助定位精度系數。

權重確定單元4046，配置為根據歸一化GPS定位精度系數以及歸一化輔助定位精度系數，確定GPS的定位權重以及輔助定位系統的定位權重。

根據上述實施例，在無遮擋、天氣好的情況下GPS信號較強，GPS提供的位置信息相對準確，GSP定位精度隨著環(huán)境變差而降低。另一方面，位于起落點的輔助定位系統采用無線定位技術，其定位精度和無線信號質量有關。無線信號質量越好輔助定位系統的定位精度越高。

根據無人機的起飛過程，在地面附近時輔助定位系統信號強度較強，提供的位置準確性高，定位權重較大；隨著無人機距離地面高度的增加，輔助定位系統信號逐漸減弱，可信度降低。相對而言，由于環(huán)境逐漸變得開闊，GPS信號質量逐漸變好，GPS定位權重增加。因此伴隨著無人機起飛過程，定位系統實現從輔助定位系統逐漸切換到GPS的過程。反之，降落過程中定位系統實現從GPS切換到輔助定位系統的過程。根據實際情況統計，采用本實施例提供的方法可以顯著提高無人機的定位準確性，無人機的理想定位精度可以達到10cm以內，平均定位精度可以達到20cm以內。

在一個實施例中，誤差計算單元配置為：從衛(wèi)星接收水平分量定位精度因子、垂直分量定位精度因子以及鐘差精度因子；將水平分量定位精度因子、垂直分量定位精度因子以及鐘差精度因子的平方和的算術平方根作為GPS定位誤差。

在一個實施例中，輔助定位系統為無線定位系統，輔助定位系統信號質量信息為無線信號質量信息。

在一個實施例中，輔助定位系統為視覺輔助定位系統，輔助定位系統信號質量信息為圖像質量信息。

在一個實施例中，無線定位系統包括：藍牙定位系統、無線局域網定位系統、窄帶寬定位系統。

圖5示出了本發(fā)明無人機的定位裝置的另一個實施例的結構圖。如圖5所示，該實施例的無人機的定位裝置50包括：存儲器510以及耦接至該存儲器510的處理器520，處理器520被配置為基于存儲在存儲器510中的指令，執(zhí)行前述任意一個實施例中的無人機的定位方法。

其中，存儲器510例如可以包括系統存儲器、固定非易失性存儲介質等。系統存儲器例如存儲有操作系統、應用程序、引導裝載程序(Boot Loader)以及其他程序等。

圖6示出了本發(fā)明無人機的定位裝置的又一個實施例的結構圖。如圖6所示，該實施例的無人機的定位裝置60包括：存儲器510以及處理器520，還可以包括輸入輸出接口630、網絡接口640、存儲接口650等。這些接口630，640，650以及存儲器510和處理器520之間例如可以通過總線650連接。其中，輸入輸出接口630為顯示器、鼠標、鍵盤、觸摸屏等輸入輸出設備提供連接接口。網絡接口640為各種聯網設備提供連接接口。存儲接口650為SD卡、U盤等外置存儲設備提供連接接口。

本發(fā)明還包括一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機指令，該指令被處理器執(zhí)行時實現前述任意一個實施例中的無人機的定位方法。

本領域內的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用非瞬時性存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本發(fā)明是參照根據本發(fā)明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執(zhí)行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。