CN106767817A - 一种获取飞行定位信息的方法及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种获取飞行定位信息的方法，包括：具有两个摄像头的飞行器根据第一实时图像确定第一本征参数，根据第二实时图像确定第二本征参数；获取起始时刻的第一初始定位信息以及第二初始定位信息；根据第一初始定位信息与第一本征参数，确定第一飞行定位信息，并根据第二初始定位信息与第二本征参数，确定第二飞行定位信息；根据第一飞行定位信息以及第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取目标飞行定位信息。本发明实施例还提供一种飞行器。本发明可以得到更接近真实值的目标飞行定位信息，在不采用光流摄像头或者高精度惯性传感器的情况下，仍然可以得到精确的定位信息，减小误差值，同时还减少了飞行器的成本。

Description

一种获取飞行定位信息的方法及飞行器

技术领域

本发明涉及智能飞行器技术领域，尤其涉及一种获取飞行定位信息的方法及飞行器。

背景技术

无人驾驶的飞机简称为飞行器，飞行器由于其自身的诸多优点已经成为各国竞相发展的热点。一方面飞行器具有体积小，机动灵活，不易被发现的优点，另一方面飞行器可以携带多种传感器，能提供多种形式高分辨率的目标信息，再者飞行器造价低廉，不会造成人员伤亡，具有经济安全的特点。

由于缺乏外界辅助导航，飞行器难以在未知环境下估计飞行器的定位与运动，飞行器自主导航的过程中需要解决这个关键问题。而这个问题的解决方法与飞行器机载传感器的类型紧密联系，现有方案中，可以通过在飞行器机身上安装单目摄像头、光流摄像头或者惯性传感器测量得到飞行器的定位信息，利用该定位信息对飞行器进行飞行控制。

然而，在实际应用中，单目摄像头和惯性传感器的定位的精度较差，累积误差大，而光流摄像头或者高精度的惯性传感器通常成本较高，从而导致飞行器的成本的增加，不利于飞行器应用的普遍性。

发明内容

本发明实施例提供了一种获取飞行定位信息的方法及飞行器，可以得到更接近真实值的目标飞行定位信息，在不采用光流摄像头或者高精度惯性传感器的情况下，仍然可以得到精确的定位信息，减小误差值，同时还减少了飞行器的成本。

有鉴于此，本发明第一方面提供一种获取飞行定位信息的方法，所述方法应用于飞行器，所述飞行器包括第一摄像头以及第二摄像头，其中，所述第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，所述第二摄像头用于获取所述N个不同时刻对应的N个第二实时图像，所述N为大于或等于2的正整数，所述方法包括：

根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数；

获取起始时刻所述第一摄像头的第一初始定位信息以及所述第二摄像头的第二初始定位信息；

根据所述第一初始定位信息与所述(N-1)个第一本征参数，确定所述(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据所述第二初始定位信息与所述(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息；

根据所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

本发明第二方面提供一种飞行器，所述飞行器包括第一摄像头以及第二摄像头，其中，所述第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，所述第二摄像头用于获取所述N个不同时刻对应的N个第二实时图像，所述N为大于或等于2的正整数，所述飞行器包括：

第一确定模块，用于根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数；

第一获取模块，用于获取起始时刻所述第一摄像头的第一初始定位信息以及所述第二摄像头的第二初始定位信息；

第二确定模块，用于根据所述第一获取模块获取的所述第一初始定位信息与所述第一确定模块确定的所述(N-1)个第一本征参数，确定所述(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据所述第一获取模块获取的所述第二初始定位信息与所述第一确定模块确定的所述(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息；

第二获取模块，用于根据所述第二确定模块确定的所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，飞行器包括第一摄像头以及第二摄像头，第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，第二摄像头用于获取N个不同时刻对应的N个第二实时图像，利用上述飞行器可以获取飞行定位信息，根据N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数，获取起始时刻第一摄像头的第一初始定位信息以及第二摄像头的第二初始定位信息，然后根据第一初始定位信息与(N-1)个第一本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据第二初始定位信息与(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息，根据(N-1)个第一飞行定位信息以及(N-1)个第二飞行定位信息，最后采用预置定位约束条件获取N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。通过上述方式，采用双目摄像头实现飞行器定位，可以实时获取多个不同时刻对应的图像，进而分析得到每帧图像之间的平移参数，两个摄像头分别利用平移参数获取对应的定位信息，最后采用预置定位约束条件修正定位信息，以得到更接近真实值的目标飞行定位信息，在不采用光流摄像头或者高精度惯性传感器的情况下，仍然可以得到精确的定位信息，减小误差值，同时还减少了飞行器的成本。

附图说明

图1为本发明实施例中获取飞行定位信息的方法一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中安装有双目摄像头的飞行器示意图；

图3为本发明实施例中双目摄像头进行定位的示意图；

图4为本发明实施例中获取目标飞行定位信息的一个流程示意图；

图5为应用场景中双目摄像头的工作流程示意图；

图6为本发明实施例中飞行器一个实施例示意图；

图7为本发明实施例中飞行器另一个实施例示意图；

图8为本发明实施例中飞行器另一个实施例示意图；

图9为本发明实施例中飞行器另一个实施例示意图；

图10为本发明实施例中飞行器另一个实施例示意图；

图11为本发明实施例中飞行器另一个实施例示意图；

图12为本发明实施例中飞行器另一个实施例示意图；

图13为本发明实施例中飞行器一个结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种获取飞行定位信息的方法及飞行器，可以得到更接近真实值的目标飞行定位信息，在不采用光流摄像头或者高精度惯性传感器的情况下，仍然可以得到精确的定位信息，减小误差值，同时还减少了飞行器的成本。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应理解，本发明方案主要应用于飞行器的操作，飞行器(英文全称：UnmannedAerial Vehicle，英文缩写：UAV)就是利用无线遥控或程序控制来执行特定航空任务的飞行器，指不搭载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导，既能一次性使用也能进行回收，又能够携带致命性和非致命性有效负载。

需要说明的是，飞行器可以是无人机，也可以是航模飞机，或者其他类型的飞行机器，此处不做限定。

现如今，无人机定位悬停可实现误差在垂直10厘米，水平1米精度范围内的自动悬停，当需要更高精度时，便需手动来进行微调。无人机实现自动悬停实质上便是将其固定在预先设定好的高度位置与水平位置上，这也就是说，要实现悬停这一动作，事先读取自身的位置，即产生一组三维坐标这一步显得至关重要。比较准确地确定无人机的位置信息是无人机完成定位悬停这一动作的前提与基础。

无人机所采用的定位技术中较为常见的有如下几种：

一、以全球定位***(英文全称：Global Positioning System，英文缩写：GPS)模块为主的定位。GPS在综合至少4颗卫星的位置信息后，可实现无人机的空间定位。利用以GPS为中心，辅助以各种传感器的定位方法是如今无人机所采用的主流定位方案。为了应对GPS***中选择可用性技术(英文全称：Selective availability，英文缩写：SA)造成的误差，无人机所搭载的GPS通常利用差分GPS技术来提高定位精度。

二、运用视觉***的定位。机载摄像机的持续拍摄，为导航***提供连续的图像帧，在图像特征匹配的计算程序中，特征追踪器从连续的两个图像帧中获取自然地标信息，并在一对自然特征中测出位移。通过周期性地记录新特征点，并比较重复的特征点，便可以测算出各图像捕捉序列之间用作三维几何投影的单应性矩阵，从而可以实现对无人机的定位。

三、无线电加激光定点的高精度定位方案。无线电定位是在已知导航台的精确位置下，通过接收器对导航台所发出的无线电信号进行接收，计算信号发出到接收之间间隔的时间，以处理得到导航台至目标物之间的相对距离来达成位置的确定。

然后，这三种方式中，由于视觉***摆脱了需要接收GPS信号的束缚，可以在没有GPS信号的情况下通过与惯性传感器等部件的配合，保持无人机的稳定，所以使用该方案的无人机可以运用在一些环境特征明显的地区，如附近有河流，房屋等一些工作环境中。本发明主要采用视觉***进行定位，下面将详细进行说明。

请参阅图1，本发明实施例中获取飞行定位信息的方法一个实施例包括：

201、包含第一摄像头以及第二摄像头的飞行器根据N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数，其中，第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，第二摄像头用于获取N个不同时刻对应的N个第二实时图像，N为大于或等于2的正整数；

本实施例中，飞行器包括了一组双目摄像头，即具有两个摄像头，分别定义为第一摄像头和第二摄像头。双目摄像头可以同时提供深度信息以及定位信息，其中，深度信息主要是指高度信息，获取深度信息的方法可以是将双目摄像头安装在飞行器的垂直向下处，这样就能更好地捕捉高度变化。

第一摄像头和第二摄像头分别位于飞行器的两个不同位置，并且同时抓拍N帧图像，N是大于或等于2的正整数，这样才能保证得到前后时刻的两帧图像，从而可以进行特征比对。对于第一摄像头获取到的N个时刻对应的各个实时图像统一称之为第一实时图像，而第二摄像头获取到的N个时刻对应的各个实时图像统一称之为第二实时图像。

在第一实时图像中包含了N个时刻对应的N帧图像，前后两帧图像通过特征比对后得到多组平移参数，N帧图像就能得到(N-1)个平移参数，于是将(N-1)个平移参数统一称之为第一本征参数。同样地，在第二实时图像中也包含了N个时刻对应的N帧图像，前后两帧图像通过特征比对后得到多组平移参数，N帧图像就能得到(N-1)个平移参数，于是这将(N-1)个平移参数统一称之为第二本征参数。

202、通过第一摄像头获取N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过第二摄像头获取N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息；

本实施例中，飞行器可以获取N个时刻中起始时刻对应的第一初始定位信息以及第二初始定位信息。

其中，第一初始定位信息是第一摄像头在N个不同时刻中起始时刻所拍摄得到的，第二初始定位信息是第二摄像头在N个不同时刻中起始时刻所拍摄得到的。将飞行器飞行的整个空间看作是一个三维坐标系，那么第一初始定位信息就是第一摄像头拍摄的三维坐标系中原点的位置，第二初始定位信息就是第二摄像头拍摄的三维坐标系中原点的位置。

203、根据第一初始定位信息与(N-1)个第一本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据第二初始定位信息与(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息；

本实施例中，飞行器已经获取到第一初始定位信息，并计算得到了(N-1)个第一本征参数，从而可以利用第一初始定位信息和第一初始定位信息确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息。同样地，根据第二初始定位信息与(N-1)个第二本征参数，也可以确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息。

具体地，以获取第一飞行定位信息为例，假设N为5，第一初始定位信息为X₁，N₁时刻的第一本征参数为a，N₂时刻的第一本征参数为b、N₃时刻的第一本征参数为c和N₄时刻的第一本征参数为d，那么N₁时刻的第一本征参数为a X₁，N₂时刻的第一本征参数为ab X₁，N₃时刻的第一本征参数为abc X₁，N₄时刻的第一本征参数为abcdX₁。

204、根据(N-1)个第一飞行定位信息以及(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

本实施例中，飞行器可以采用预置定位约束条件对得到的(N-1)个第一飞行定位信息以及(N-1)个第二飞行定位信息进行修正和调整，调整后的(N-1)个第一飞行定位信息以及(N-1)个第二飞行定位信息之间的误差为最小值，最后利用求解器对调整后的第一飞行定位信息和第二飞行定位信息进行最优解的计算，从而得到目标飞行定位信息，该目标飞行定位信息作为N个不同时刻中结束时刻的飞行定位信息。

将目标飞行定位信息发送给飞行器的飞控模块，使其利用该信息进行飞行或者悬停。

本发明实施例中，飞行器包括第一摄像头以及第二摄像头，第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，第二摄像头用于获取N个不同时刻对应的N个第二实时图像，利用上述飞行器可以获取飞行定位信息，根据N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数，获取起始时刻第一摄像头的第一初始定位信息以及第二摄像头的第二初始定位信息，然后根据第一初始定位信息与(N-1)个第一本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据第二初始定位信息与(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息，根据(N-1)个第一飞行定位信息以及(N-1)个第二飞行定位信息，最后采用预置定位约束条件获取N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。通过上述方式，采用双目摄像头实现飞行器定位，可以实时获取多个不同时刻对应的图像，进而分析得到每帧图像之间的平移参数，两个摄像头分别利用平移参数获取对应的定位信息，最后采用预置定位约束条件修正定位信息，以得到更接近真实值的目标飞行定位信息，在不采用光流摄像头或者高精度惯性传感器的情况下，仍然可以得到精确的定位信息，减小误差值，同时还减少了飞行器的成本。

可选地，在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的获取飞行定位信息的方法第一个可选实施例中，获取起始时刻第一摄像头的第一初始定位信息以及第二摄像头的第二初始定位信息之前，还可以包括：

在预置摄像头距离范围内，将第一摄像头与第二摄像头设置于飞行器的同一水平线上。

本实施例中，请参阅图2，图2为本发明实施例中安装有双目摄像头的飞行器示意图，如图所示，需要将第一摄像头和第二摄像头安装在飞行器的同一水平线上，且保证两者之间的间隔距离满足预设摄像头距离范围之内，而图2中的两个摄像头位置仅为一个示意，不应理解为对本案的限定。

需要说明的是，预置摄像头距离范围通常为6厘米至10厘米，在实际应用中，也可以进行一些调整，此处不做限定。

然而，在实际应用中安装好的两个摄像头无法在数学上真正实现精确到同一水平线上，因此需要分别对两个摄像头进行立体标定，立体标定可以采用张正友标定法。

具体地，张正友标定法的实施过程可以包括以下步骤：

1、打印一张棋盘格，把它贴在一个平面上，作为标定物；

2、通过调整标定物或摄像机的方向，为标定物拍摄一些不同方向的照片；

3、从照片中提取特征点(如角点)；

4、估算理想无畸变的情况下，五个内参和所有外参；

5、应用最小二乘法估算。实际存在径向畸变下的畸变系数。

6、极大似然法，优化估计，提升估计精度。

通过这样的过程，我们就获得了具有高估计精度的五个内参，三个外参和两个畸变系数。利用这些信息，我们可以进行畸变矫正、图像校正和最终的三维信息恢复。

双目摄像机需要标定的参数包括但不限于摄像机内参数矩阵、畸变系数矩阵、本征矩阵、基础矩阵、旋转矩阵以及平移矩阵。其中摄像机内参数矩阵和畸变系数矩阵可以通过单目标定的方法标定出来。双目摄像机标定和单目摄像机标定最主要的区别就是双目摄像机需要标定出左右摄像机坐标系之间的相对关系。

其次，本发明实施例中，垂直向下的双目摄像头要求安装在同一个水平线上，并且两个摄像头间隔的距离在预置摄像头距离范围内，通过上述安装方式，可以使得第一摄像头和第二摄像头都能够拍摄到符合要求的实时图像，如果两个摄像头间隔太小，则难以得到合理的深度信息以及定位信息，而两个摄像头间隔太大又会导致近处的物体拍摄不到，从而缺乏参照物。

可选地，在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的获取飞行定位信息的方法第二个可选实施例中，通过第一摄像头获取N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过第二摄像头获取N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息之前，还可以包括：

通过第一摄像头获取第一时刻对应的第一子图像以及第二时刻对应的第二子图像，其中，第一时刻与第二时刻均为N个不同时刻中的两个时刻，第一子图像与第二子图像均属于第一实时图像；

通过第二摄像头获取第二时刻对应的第三子图像以及第二时刻对应的第四子图像，其中，第三子图像与第四子图像均属于第二实时图像；

采用基于双目立体视觉方式测量得到第一深度信息以及第二深度信息。

本实施例中，在飞行器获取第一初始定位信息和第二初始定位信息之前，还可以利用第一摄像头获取第一时刻对应的第一子图像，在下一个时刻，即第二时刻获取对应的第二子图像，同样地，通过第二摄像头也在第一时刻获取对应的第三子图像，并在第二时刻获取第四子图像，当然，第一子图像与第二子图像均属于第一实时图像，且第三子图像与第四子图像均属于第二实时图像。

然后采用基于双目立体视觉方式可以分别测量得到第一子图像中的第一深度信息，第二子图像中的第二深度信息，第三子图像中的第三深度信息以及第四子图像中的第四深度信息。其中，双目立体视觉是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。

具体为，对比第一时刻的第一子图像和第一时刻的第三子图像，融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别，使我们可以获得明显的深度感，建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来，即可得到第一深度信息。同样地，对比第一时刻的第二子图像和第一时刻的第四子图像，可得到第二深度信息。

双目立体视觉测量方法具有效率高、精度合适、***结构简单且成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测和质量控制。对运动物体测量中，由于图像获取是在瞬间完成的，因此立体视觉方法是一种更有效的测量方法。

其次，本发明实施例中，飞行器通过第一摄像头获取第一时刻对应的第一子图像以及第二时刻对应的第二子图像，且通过第二摄像头获取第二时刻对应的第三子图像以及第二时刻对应的第四子图像，然后采用基于双目立体视觉方式测量得到第一子图像的第一深度信息，第二子图像的第二深度信息，第三子图像的第三深度信息以及第四子图像的第四深度信息。通过上述方式，第一摄像头和第二摄像头还可以获取深度信息，即高度信息，克服了单目摄像头和光流摄像头无法提供深度信息的缺点，从而增强了方案的实用性，同时，得到深度信息后还可用于地形识别、物体识别以及定高，以此提升方案的多样性。

可选地，在上述图1对应的第二个实施例的基础上，本发明实施例提供的获取飞行定位信息的方法第三个可选实施例中，第一本征参数可以包括第一旋转矩阵以及第一平移向量，第二本征参数包括第二旋转矩阵以及第二平移向量，其中，第一旋转矩阵用于表示第一摄像头的角度变化，第二旋转矩阵用于表示第二摄像头的角度变化，第一平移向量用于表示第一摄像头的高度变化，第二平移向量用于表示第二摄像头的高度变化。

本实施例中，第一摄像头获取的是第一本征参数，第二摄像头获取的是第二本征参数，第一本征参数与第二本征参数均属于本征参数，且本征参数包括了旋转矩阵和平移向量，下面将分别介绍旋转矩阵和平移向量。

任意两个坐标系之间的相对位置关系都可以通过两个矩阵来描述：旋转矩阵R和平移矩阵T。我们此处用R和T来描述左右两个摄像机坐标系的相对关系，具体为将左摄像机下的坐标转换到右摄像机下的坐标，即将第一摄像机下的坐标转换到第二摄像机下的坐标。

假设空间中有一点P，其在坐标系下的坐标为P_W，r表示左摄像头，l表示右摄像头其在左右摄像机坐标系下的坐标可以表示为：

其中，P_l和p_τ又具有如下的关系：

P_r＝RP_l+T (2)

其中，双目摄像机分析中往往以左摄像机，即第一摄像头为主坐标系，但是R和T却是左向右转换，所以T_x为负数。综合(1)和(2)两式，可以推导得出下式：

单目标定中相机外参数就是此处的R_l，T_l，R_r和T_r，代入(3)式就可以求出旋转矩阵和R和平移矩阵T，根据平移矩阵T可以得到平移向量t。

由旋转矩阵和平移向量构成的本征参数对级几何在双目问题中非常的重要，可以简化立体匹配等问题，而要应用对级几何去解决问题，比如求级线，需要知道本征参数，因此双目标定过程中也会把本征参数根据旋转矩阵和R和平移矩阵T确定出来。

本征参数常用字母E来表示，其物理意义是左右坐标系相互转换的参数，可以描述左右摄像机图像平面上对应点之间的关系。

再次，本发明实施例中，说明了双目摄像头可以获取到旋转矩阵和平移向量，利用旋转矩阵和平移向量构建得到本征参数，通过上述方式，分别需要对双目摄像头中每个摄像头进行标定，得到旋转矩阵和平移向量来描述两个摄像头之间相对位置关系，并且还可以构成本征参数，从而保证方案的可行性和实用性。

可选地，在上述图1对应的第三个实施例的基础上，本发明实施例提供的获取飞行定位信息的方法第四个可选实施例中，根据N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数，可以包括：

按照如下方式计算第(N-1)个第一本征参数：

其中，λ₁表示第一深度信息，λ₂表示第二深度信息，表示第一子图像中目标点X^j的三维空间，表示所述第二子图像中目标点X^j的三维空间，C表示预先测量的内部参数，R₁表示第一旋转矩阵，t₁表示第一平移向量；

按照如下方式计算第(N-1)个第二本征参数：

其中，λ₃表示第三深度信息，λ₄表示第四深度信息，表示第三子图像中目标点Y^k的三维空间，表示第四子图像中目标点Y^k的三维空间，R₂表示第二旋转矩阵，t₂表示第二平移向量。

本实施例中，请参阅图3，图3为本发明实施例中双目摄像头进行定位的示意图，其中，第(N-1)个第一本征参数，即图3中的R，第(N-1)个第二本征参数，即图3中的L，E为预置定位约束条件。

具体为，每个摄像头拍摄的各时刻对应的实时图像中，可以采用基于特征提取算法(英文全称：ORiented Brief，英文缩写：ORB)来计算实时图像的旋转矩阵和平移向量。首先提取每帧实时图像的ORB特征点，然后与上一帧实时图像的ORB特征点做匹配，由此可以得到N个时刻内的其中两个时刻分别对应的ORB特征点集合：

z₁为前一个时刻图像的特征点集合，z₂为当前个时刻图像的特征点集合。在实际应用中会有n组匹配的点，此处仅用一组集合点作为示意，如果z₁和z₂是完美匹配，那么每组点之间应该满足如下公式：

其中，λ₁表示第一深度信息，λ₂表示第二深度信息，表示第一子图像中目标点X^j的三维空间，表示所述第二子图像中目标点X^j的三维空间，C表示预先测量的内部参数，R₁表示第一旋转矩阵，t₁表示第一平移向量。

当然，在第二摄像头中同样采用上述方式确定每组点之间满足如下公式：

其中，λ₃表示第三深度信息，λ₄表示第四深度信息，表示第三子图像中目标点Y^k的三维空间，表示第四子图像中目标点Y^k的三维空间，R₂表示第二旋转矩阵，t₂表示第二平移向量。

结合式(6)、式(7)、式(8)以及式(9)组成的方程组，可以计算得到第一本征参数和第二本征参数，即获取第一旋转矩阵第一平移向量、第二旋转矩阵以及第二平移向量。

进一步地，本发明实施例中，为如何确定(N-1)个第一本征参数和(N-1)个第二本征参数提供相应的计算公式，通过相应的公式可以计算得到本征参数，为方案的实现提供了可行的依据，从而增加方案的可行性。

可选地，在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的获取飞行定位信息的方法第五个可选实施例中，根据(N-1)个第一飞行定位信息以及(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息，可以包括：

按照如下方式计算在满足预置定位约束条件下第二飞行定位信息与第一飞行定位信息之间的方差最小值：

其中，X表示第一飞行定位信息，Y表示第二飞行定位信息，表示在满足预置定位约束条件下第二飞行定位信息与第一飞行定位信息之间的方差最小值，N表示第N个时刻，j表示N个时刻中的第j个时刻，X_j表示第j个时刻对应的第二飞行定位信息，Y_j表示第j个时刻对应的第二飞行定位信息，R_ext表示预先测量的第一摄像头与第二摄像头之间的旋转矩阵，t_ext表示预先测量的第一摄像头与第二摄像头之间的平移向量；

根据方差最小值计算目标飞行定位信息。

本实施例中，先利用如下公式计算每组第一飞行定位信息与第二飞行定位信息中的最小值：

其中，X表示第一飞行定位信息，Y表示第二飞行定位信息，表示在满足预置定位约束条件下第二飞行定位信息与第一飞行定位信息之间的方差最小值，N表示第N个时刻，j表示N个时刻中的第j个时刻，X_j表示第j个时刻对应的第二飞行定位信息，Y_j表示第j个时刻对应的第二飞行定位信息，R_ext表示预先测量的第一摄像头与第二摄像头之间的旋转矩阵，t_ext表示预先测量的第一摄像头与第二摄像头之间的平移向量。

也就是可以得到N组被调整过的飞行定位信息，比如第一飞行定位信息与第二飞行定位信息共同构成{X1,Y1}，{X2,Y2}，……，{Xn,Yn}，调整后每组的{X1,Y1}，{X2,Y2}，……，{Xn,Yn}会更接近极小值，从而使得测量结果也更为准确。

其中，R_ext表示预先测量的第一摄像头与第二摄像头之间的旋转矩阵，t_ext表示预先测量的第一摄像头与第二摄像头之间的平移向量，R_ext和t_ext共同作为摄像头的外部参数，可以通过立体标定来获取。

为了便于介绍，请参阅图4，图4为本发明实施例中获取目标飞行定位信息的一个流程示意图，步骤201中，飞行器分别计算左右摄像头当前的位姿，即当前的飞行定位信息，飞行定位信息具体可以包括三维空间坐标系中的坐标点位置以及飞行方向；步骤202中，利用通用图优化算法(英文全称：General Graph Optimization，英文缩写：g2o)构造图关系，并利用双目约束，即预置定位约束条件修正飞行定位信息，其中，g2o是一个算法集的实现，根据求解非线性最小二乘的理论，根据具体的问题选用最合适的算法。它是一个平台，可以加入线性方程求解器，编写自己的优化目标函数，确定更新的方式；步骤203中，采用g2o的求解器求解得到最优解，最后在步骤204中利用最优解更新当前位姿信息，即更新当前的飞行定位信息，更新后的飞行定位信息就是目标飞行定位信息。

其次，本发明实施例中，基于双目摄像头分别测量得到的第一飞行定位信息和第二飞行定位信息，建立双目摄像头飞行定位信息之间的约束，通过该约束就能够求解飞行器的最佳飞行定位信息，即得到目标飞行定位信息，从而减少误差，提升定位的准确性。

可选地，在上述图1以及图1对应的第一至第五个实施例中任一项的基础上，本发明实施例提供的获取飞行定位信息的方法第六个可选实施例中，根据(N-1)个第一飞行定位信息以及(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息之后，还可以包括：

根据目标飞行定位信息，确定第(N+1)时刻所对应的第一子飞行定位信息，第一子飞行定位信息为目标飞行定位信息中的一个信息；

采用预置定位约束条件以及第一子飞行定位信息，获取第(N+1)时刻所对应的第二子飞行定位信息；

根据第一子飞行定位信息以及第一本征参数，确定第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息；

采用预置定位约束条件以及第三子飞行定位信息，获取第(N+2)时刻所对应的第四子飞行定位信息；

计算第一子飞行定位信息与第三目标飞行定位信息的第一最优解，并计算第二子飞行定位信息与第四子飞行定位信息的第二最优解，第一最优解与第二最优解构成第(N+2)时刻的飞行定位信息。

本实施例中，在飞行器采用预置定位约束条件获取N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息之后，还可以采用目标飞行定位信息来计算出后续的飞行定位信息。

具体为，已知目标飞行定位信息中包括了第一摄像头的定位信息，以及第二摄像头的定位信息，假设只选择第(N+1)时刻所对应其中一个定位信息X1，X1称之为第一子飞行定位信息，然后采用预置定位约束条件倒推得到第(N+1)时刻所对应的定位信息Y1，即第二子飞行定位信息，至此，一组子飞行定位信息获取完毕，进而开始下一组子飞行定位信息的获取。

根据XI以及第一本征参数，计算得到第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，即X2，同样地，采用预置定位约束条件以及X2，计算出第(N+2)时刻所对应的第四子飞行定位信息，即Y2，至此，下一组子飞行定位信息也获取完毕，于是还可以继续进行后续子飞行定位信息的获取，此处不做赘述。

在实际应用中，两个摄像头分别根据计算得到的X和Y求得最优解，例如采用最小二乘法来求的最优解，两个最优解即可构成第(N+2)时刻的飞行定位信息。

其次，本发明实施例中，在得到最优的目标飞行定位信息之后，可以利用该目标飞行定位信和预置定位约束条件来预测未来一段时间内最优的飞行定位信息。通过上述方式，一方面为获取准确飞行定位信息的方式提供了一种可行的手段，以此增加方案的灵活性，另一方面，后续获取的飞行定位信息更侧重于全局性的考虑，有利于在全局坐标系中确定飞行器的定位信息。

可选地，在上述图1对应的第六个实施例的基础上，本发明实施例提供的获取飞行定位信息的方法第七个可选实施例中，根据第一子飞行定位信息以及第一本征参数，确定第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，可以包括：

按照如下方式计算第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息：

X_N+2＝R_N+1X_N+1+t_N+1

其中，X_N+2表示第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，R_N+1表示第一本征参数中第(N+1)时刻的旋转矩阵，t_N+1表示第一本征参数中第(N+1)时刻的平移向量，X_N+1表示第(N+1)时刻所对应的第一子飞行定位信息。

本实施例中，将具体介绍如何计算第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，由于我们已经得到了本征参数，且本征参数中包括了旋转矩阵和平移向量，利用旋转矩阵和平移向量即可进行得到第三子飞行定位信息。

采用如下公式计算第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息：

X_N+2＝R_N+1X_N+1+t_N+1 (11)

其中，公式中的X_N+2表示第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，R_N+1表示第一本征参数中第(N+1)时刻的旋转矩阵，t_N+1表示第一本征参数中第(N+1)时刻的平移向量，X_N+1表示第(N+1)时刻所对应的第一子飞行定位信息。

通过上述方式，即可每次都利用上一个时刻的子飞行定位信息计算得到当前的时刻的子飞行定位信息。其次将计算出来的一系列子飞行定位信息与双目摄像头的外部参数输入至g2o构建土关系，然后调用g2o的求解器求得其最小二乘法的最优解，最后用该最优解更新目标飞行定位信息，同时，也将最优解发送至飞行器的飞控模块。

再次，本发明实施例中，利用上一时刻对应的第一子飞行定位信息计算得到后一个时刻对应的第三子飞行定位信息，即采用相应的公式即可进行计算，通过上述方式，可以提升方案的实用性和可行性。

为便于理解，下面以一个具体应用场景对本发明中一种获取飞行定位信息的方法进行详细描述，请参阅图5，图5为应用场景中双目摄像头的工作流程示意图，具体为：

步骤301中，假设采用的飞行器即为无人机，首先无人机通过其搭载的垂直向下的双目摄像头分别采集左右眼的实时图像；

步骤302中，利用左右眼的实时图像来计算图像的深度值；

步骤303中，基于ORB图像特征点分别计算左右两个摄像头的旋转矩阵和平移向量，因为左右摄像头采集的图像不同,其图像特征点就会不同，因此左右摄像头计算出来的旋转矩阵和平移向量之间会有误差；

步骤304中，我们根据双目摄像头之间的约束建立两组旋转矩阵和平移向量之间的限制条件，采用最小二乘法的方法来求得其无人机位姿的最优解。该最优解即是无人机的定位信息；

步骤305中，把该信息发送给无人机飞控***，从而使得无人机可以得到更准确的定位信息。

下面对本发明中的飞行器进行详细描述，请参阅图6，本发明实施例中的飞行器包括第一摄像头以及第二摄像头，其中，所述第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，所述第二摄像头用于获取所述N个不同时刻对应的N个第二实时图像，所述N为大于或等于2的正整数，所述飞行器包括：

第一确定模块401，用于根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数；

第一获取模块402，用于通过所述第一摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过所述第二摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息；

第二确定模块403，用于根据所述第一获取模块402获取的所述第一初始定位信息与所述第一确定模块401确定的所述(N-1)个第一本征参数，确定所述(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据所述第一获取模块402获取的所述第二初始定位信息与所述第一确定模块401确定的所述(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息；

第二获取模块404，用于根据所述第二确定模块403确定的所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

本实施例中，第一确定模块401根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数，第一获取模块402通过所述第一摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过所述第二摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息，第二确定模块403根据所述第一获取模块402获取的所述第一初始定位信息与所述第一确定模块401确定的所述(N-1)个第一本征参数，确定所述(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据所述第一获取模块402获取的所述第二初始定位信息与所述第一确定模块401确定的所述(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息，第二获取模块404根据所述第二确定模块403确定的所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

本发明实施例中，飞行器采用双目摄像头实现飞行器定位，可以实时获取多个不同时刻对应的图像，进而分析得到每帧图像之间的平移参数，两个摄像头分别利用平移参数获取对应的定位信息，最后采用预置定位约束条件修正定位信息，以得到更接近真实值的目标飞行定位信息，在不采用光流摄像头或者高精度惯性传感器的情况下，仍然可以得到精确的定位信息，减小误差值，同时还减少了飞行器的成本。

可选地，在上述图6对应的实施例的基础上，请参阅图7，本发明实施例提供的飞行器另一实施例中，所述飞行器还包括：

设置模块405，用于所述第一获取模块402通过所述第一摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过所述第二摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息之前，在预置摄像头距离范围内，将所述第一摄像头与所述第二摄像头设置于所述飞行器的同一水平线上。

其次，本发明实施例中，垂直向下的双目摄像头要求安装在同一个水平线上，并且两个摄像头间隔的距离在预置摄像头距离范围内，通过上述安装方式，可以使得第一摄像头和第二摄像头都能够拍摄到符合要求的实时图像，如果两个摄像头间隔太小，则难以得到合理的深度信息以及定位信息，而两个摄像头间隔太大又会导致近处的物体拍摄不到，从而缺乏参照物。

可选地，在上述图6对应的实施例的基础上，请参阅图8，本发明实施例提供的飞行器另一实施例中，所述飞行器还包括：

第三获取模块406，用于所述第一确定模块402根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数之前，通过所述第一摄像头获取第一时刻对应的第一子图像以及第二时刻对应的第二子图像，其中，所述第一时刻与所述第二时刻均为所述N个不同时刻中的两个时刻，所述第一子图像与所述第二子图像均属于所述第一实时图像；

第四获取模块407，用于通过所述第二摄像头获取所述第二时刻对应的第三子图像以及所述第二时刻对应的第四子图像，其中，所述第三子图像与所述第四子图像均属于所述第二实时图像；

测量模块408，用于采用基于双目立体视觉方式测量得到第一深度信息以及第二深度信息。

其次，本发明实施例中，飞行器通过第一摄像头获取第一时刻对应的第一子图像以及第二时刻对应的第二子图像，且通过第二摄像头获取第二时刻对应的第三子图像以及第二时刻对应的第四子图像，然后采用基于双目立体视觉方式测量得到第一子图像的第一深度信息，第二子图像的第二深度信息，第三子图像的第三深度信息以及第四子图像的第四深度信息。通过上述方式，第一摄像头和第二摄像头还可以获取深度信息，即高度信息，克服了单目摄像头和光流摄像头无法提供深度信息的缺点，从而增强了方案的实用性，同时，得到深度信息后还可用于地形识别、物体识别以及定高，以此提升方案的多样性。

可选地，在上述图8对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的飞行器另一实施例中，所述第一本征参数包括第一旋转矩阵以及第一平移向量，所述第二本征参数包括第二旋转矩阵以及第二平移向量，其中，所述第一旋转矩阵用于表示所述第一摄像头的角度变化，所述第二旋转矩阵用于表示所述第二摄像头的角度变化，所述第一平移向量用于表示所述第一摄像头的高度变化，所述第二平移向量用于表示所述第二摄像头的高度变化。

再次，本发明实施例中，说明了双目摄像头可以获取到旋转矩阵和平移向量，利用旋转矩阵和平移向量构建得到本征参数，通过上述方式，分别需要对双目摄像头中每个摄像头进行标定，得到旋转矩阵和平移向量来描述两个摄像头之间相对位置关系，并且还可以构成本征参数，从而保证方案的可行性和实用性。

可选地，在上述图8对应的实施例的基础上，请参阅图9，本发明实施例提供的飞行器另一实施例中，

所述第一确定模块401包括：

第一计算单元4011，用于按照如下方式计算第(N-1)个第一本征参数：

其中，所述λ₁表示所述第一深度信息，所述λ₂表示所述第二深度信息，所述表示所述第一子图像中目标点X^j的三维空间，所述表示所述第二子图像中所述目标点X^j的三维空间，C表示预先测量的内部参数，所述R₁表示所述第一旋转矩阵，所述t₁表示所述第一平移向量；

按照如下方式计算第(N-1)个第二本征参数：

其中，所述λ₃表示所述第三深度信息，所述λ₄表示所述第四深度信息，所述表示所述第三子图像中目标点Y^k的三维空间，所述表示所述第四子图像中所述目标点Y^k的三维空间，所述R₂表示所述第二旋转矩阵，所述t₂表示所述第二平移向量。

进一步地，本发明实施例中，为如何确定(N-1)个第一本征参数和(N-1)个第二本征参数提供相应的计算公式，通过相应的公式可以计算得到本征参数，为方案的实现提供了可行的依据，从而增加方案的可行性。

可选地，在上述图6对应的实施例的基础上，请参阅图10，本发明实施例提供的飞行器另一实施例中，

所述第二获取模块404包括：

第二计算单元4041，用于按照如下方式计算在满足所述预置定位约束条件下所述第二飞行定位信息与所述第一飞行定位信息之间的方差最小值：

其中，所述X表示所述第一飞行定位信息，所述Y表示所述第二飞行定位信息，所述表示在满足所述预置定位约束条件下所述第二飞行定位信息与所述第一飞行定位信息之间的方差最小值，所述N表示第N个时刻，所述j表示N个时刻中的第j个时刻，所述X_j表示所述第j个时刻对应的所述第二飞行定位信息，所述Y_j表示所述第j个时刻对应的所述第二飞行定位信息，所述R_ext表示预先测量的所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的旋转矩阵，所述t_ext表示预先测量的所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的平移向量；

第三计算单元4042，用于根据所述第二计算单元4041计算的所述方差最小值计算所述目标飞行定位信息。

其次，本发明实施例中，基于双目摄像头分别测量得到的第一飞行定位信息和第二飞行定位信息，建立双目摄像头飞行定位信息之间的约束，通过该约束就能够求解飞行器的最佳飞行定位信息，即得到目标飞行定位信息，从而减少误差，提升定位的准确性。

可选地，在上述图6至图10中对应的任一实施例的基础上，请参阅图11，本发明实施例提供的飞行器另一实施例中，所述飞行器还包括：

第三确定模块409A，用于所述第二获取模块404根据所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息之后，根据所述目标飞行定位信息，确定第(N+1)时刻所对应的第一子飞行定位信息，所述第一子飞行定位信息为所述目标飞行定位信息中的一个信息；

第五获取模块409B，用于采用所述预置定位约束条件以及所述第三确定模块409A确定的所述第一子飞行定位信息，获取所述第(N+1)时刻所对应的第二子飞行定位信息；

第四确定模块409C，用于根据所述第三确定模块409A确定的所述第一子飞行定位信息以及第一本征参数，确定第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息；

第六获取模块409D，用于采用所述预置定位约束条件以及所述第四确定模块409C确定的所述第三子飞行定位信息，获取所述第(N+2)时刻所对应的第四子飞行定位信息；

计算模块409E，用于计算所述第三确定模块409A确定所述第一子飞行定位信息与所述第四确定模块409C确定的所述第三目标飞行定位信息的第一最优解，并计算所述第五获取模块409B获取的所述第二子飞行定位信息与所述第六获取模块409D获取的所述第四子飞行定位信息的第二最优解，所述第一最优解与所述第二最优解构成所述第(N+2)时刻的飞行定位信息。

其次，本发明实施例中，在得到最优的目标飞行定位信息之后，可以利用该目标飞行定位信和预置定位约束条件来预测未来一段时间内最优的飞行定位信息。通过上述方式，一方面为获取准确飞行定位信息的方式提供了一种可行的手段，以此增加方案的灵活性，另一方面，后续获取的飞行定位信息更侧重于全局性的考虑，有利于在全局坐标系中确定飞行器的定位信息。

可选地，在上述图11对应的实施例的基础上，请参阅图12，本发明实施例提供的飞行器另一实施例中，

所述第四确定模块409C包括：

第四计算单元409C1，用于按照如下方式计算所述第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息：

X_N+2＝R_N+1X_N+1+t_N+1

其中，所述X_N+2表示所述第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，所述R_N+1表示所述第一本征参数中第(N+1)时刻的旋转矩阵，所述t_N+1表示所述第一本征参数中第(N+1)时刻的平移向量，所述X_N+1表示第(N+1)时刻所对应的所述第一子飞行定位信息。

再次，本发明实施例中，利用上一时刻对应的第一子飞行定位信息计算得到后一个时刻对应的第三子飞行定位信息，即采用相应的公式即可进行计算，通过上述方式，可以提升方案的实用性和可行性。

本发明实施例还提供了另一种飞行器，如图13所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。以飞行器为无人机为例：

图13示出的是与本发明实施例提供的飞行器相关的无人机的部分结构的框图。参考图13，无人机包括：射频(英文全称：Radio Frequency，英文缩写：RF)电路510、存储器520、输入单元530、显示单元540、传感器550、音频电路560、无线保真(英文全称：wirelessfidelity，英文缩写：WiFi)模块570、处理器580、以及电源590等部件。本领域技术人员可以理解，图13中示出的无人机结构并不构成对无人机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图13对无人机的各个构成部件进行具体的介绍：

RF电路510可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将飞行器控制装置的下行信息接收后，给处理器580处理；另外，将设计上行的数据发送给飞行器控制装置。通常，RF电路510包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(英文全称：Low Noise Amplifier，英文缩写：LNA)、双工器等。此外，RF电路510还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯***(英文全称：Global System of Mobile communication，英文缩写：GSM)、通用分组无线服务(英文全称：General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(英文全称：Code Division Multiple Access，英文缩写：CDMA)、宽带码分多址(英文全称：Wideband Code Division Multiple Access,英文缩写：WCDMA)、长期演进(英文全称：Long Term Evolution，英文缩写：LTE)、电子邮件、短消息服务(英文全称：ShortMessaging Service，SMS)等。

存储器520可用于存储软件程序以及模块，处理器580通过运行存储在存储器520的软件程序以及模块，从而执行无人机的各种功能应用以及数据处理。存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据无人机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与无人机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元530可包括触控面板531以及其他输入设备532。触控面板531，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板531上或在触控面板531附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板531可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器580，并能接收处理器580发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板531。除了触控面板531，输入单元530还可以包括其他输入设备532。具体地，其他输入设备532可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元540可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及无人机的各种菜单。显示单元540可包括显示面板541，可选的，可以采用液晶显示器(英文全称：LiquidCrystal Display，英文缩写：LCD)、有机发光二极管(英文全称：Organic Light-EmittingDiode，英文缩写：OLED)等形式来配置显示面板541。进一步的，触控面板531可覆盖显示面板541，当触控面板531检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器580以确定触摸事件的类型，随后处理器580根据触摸事件的类型在显示面板541上提供相应的视觉输出。虽然在图13中，触控面板531与显示面板541是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板531与显示面板541集成而实现手机的输入和输出功能。

无人机还可包括至少一种传感器550，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板541的亮度，接近传感器可在无人机移动到光亮处时，关闭显示面板541和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别无人机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

音频电路560、扬声器561，传声器562可提供用户与无人机之间的音频接口。音频电路560可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器561，由扬声器561转换为声音信号输出；另一方面，传声器562将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路560接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器580处理后，经RF电路510以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器520以便进一步处理。

WiFi属于短距离无线传输技术，无人机通过WiFi模块570可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图13示出了WiFi模块570，但是可以理解的是，其并不属于手机的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

处理器580是无人机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个无人机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器520内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器520内的数据，执行无人机的各种功能和处理数据，从而对无人机进行整体监控。可选的，处理器580可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器580可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器580中。

无人机还包括给各个部件供电的电源590(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理***与处理器580逻辑相连，从而通过电源管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管未示出，无人机还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。

在本发明实施例中，该终端所包括的处理器580还具有以下功能：

根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数；

获取起始时刻所述第一摄像头的第一初始定位信息以及所述第二摄像头的第二初始定位信息；

根据所述第一初始定位信息与所述(N-1)个第一本征参数，确定所述(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据所述第二初始定位信息与所述(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息；

根据所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种获取飞行定位信息的方法，其特征在于，所述方法应用于飞行器，所述飞行器包括第一摄像头以及第二摄像头，其中，所述第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，所述第二摄像头用于获取所述N个不同时刻对应的N个第二实时图像，所述N为大于或等于2的正整数，所述方法包括：

根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数；

通过所述第一摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过所述第二摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息；

根据所述第一初始定位信息与所述(N-1)个第一本征参数，确定所述(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据所述第二初始定位信息与所述(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息；

根据所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过所述第二摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息之前，所述方法还包括：

在预置摄像头距离范围内，将所述第一摄像头与所述第二摄像头设置于所述飞行器的同一水平线上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数之前，所述方法还包括：

通过所述第一摄像头获取第一时刻对应的第一子图像以及第二时刻对应的第二子图像，其中，所述第一时刻与所述第二时刻均为所述N个不同时刻中的两个时刻，所述第一子图像与所述第二子图像均属于所述第一实时图像；

通过所述第二摄像头获取所述第二时刻对应的第三子图像以及所述第二时刻对应的第四子图像，其中，所述第三子图像与所述第四子图像均属于所述第二实时图像；

采用基于双目立体视觉方式测量得到第一深度信息以及第二深度信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一本征参数包括第一旋转矩阵以及第一平移向量，所述第二本征参数包括第二旋转矩阵以及第二平移向量，其中，所述第一旋转矩阵用于表示所述第一摄像头的角度变化，所述第二旋转矩阵用于表示所述第二摄像头的角度变化，所述第一平移向量用于表示所述第一摄像头的高度变化，所述第二平移向量用于表示所述第二摄像头的高度变化。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数，包括：

按照如下方式计算第(N-1)个第一本征参数：

${\mathrm{\λ}}_1\left[\begin{array}{c}{z}_1^j\\ 1\end{array}\right]={\mathrm{CX}}^j;$

${\mathrm{\λ}}_2\left[\begin{array}{c}{z}_2^j\\ 1\end{array}\right]=C(R_1{X}^j+t_1);$

其中，所述λ₁表示所述第一深度信息，所述λ₂表示所述第二深度信息，所述表示所述第一子图像中目标点X^j的三维空间，所述表示所述第二子图像中所述目标点X^j的三维空间，C表示预先测量的内部参数，所述R₁表示所述第一旋转矩阵，所述t₁表示所述第一平移向量；

按照如下方式计算第(N-1)个第二本征参数：

${\mathrm{\λ}}_3\left[\begin{array}{c}{z}_3^k\\ 1\end{array}\right]={\mathrm{CY}}^k;$

${\mathrm{\λ}}_4\left[\begin{array}{c}{z}_4^k\\ 1\end{array}\right]=C(R_2{Y}^k+t_2);$

其中，所述λ₃表示所述第三深度信息，所述λ₄表示所述第四深度信息，所述表示所述第三子图像中目标点Y^k的三维空间，所述表示所述第四子图像中所述目标点Y^k的三维空间，所述R₂表示所述第二旋转矩阵，所述t₂表示所述第二平移向量。

6.根据要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息，包括：

按照如下方式计算在满足所述预置定位约束条件下所述第二飞行定位信息与所述第一飞行定位信息之间的方差最小值：

$\underset{X,Y}{min}\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}\left|\right|(R_{ext}{Y}_j+t_{ext})-X_j|{|}^2;$

其中，所述X表示所述第一飞行定位信息，所述Y表示所述第二飞行定位信息，所述表示在满足所述预置定位约束条件下所述第二飞行定位信息与所述第一飞行定位信息之间的方差最小值，所述N表示第N个时刻，所述j表示N个时刻中的第j个时刻，所述X_j表示所述第j个时刻对应的所述第二飞行定位信息，所述Y_j表示所述第j个时刻对应的所述第二飞行定位信息，所述R_ext表示预先测量的所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的旋转矩阵，所述t_ext表示预先测量的所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的平移向量；

根据所述方差最小值计算所述目标飞行定位信息。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息之后，所述方法还包括：

根据所述目标飞行定位信息，确定第(N+1)时刻所对应的第一子飞行定位信息，所述第一子飞行定位信息为所述目标飞行定位信息中的一个信息；

采用所述预置定位约束条件以及所述第一子飞行定位信息，获取所述第(N+1)时刻所对应的第二子飞行定位信息；

根据所述第一子飞行定位信息以及第一本征参数，确定第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息；

采用所述预置定位约束条件以及所述第三子飞行定位信息，获取所述第(N+2)时刻所对应的第四子飞行定位信息；

计算所述第一子飞行定位信息与所述第三目标飞行定位信息的第一最优解，并计算所述第二子飞行定位信息与所述第四子飞行定位信息的第二最优解，所述第一最优解与所述第二最优解构成所述第(N+2)时刻的飞行定位信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一子飞行定位信息以及第一本征参数，确定第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，包括：

按照如下方式计算所述第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息：

X_N+2＝R_N+1X_N+1+t_N+1

其中，所述X_N+2表示所述第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，所述R_N+1表示所述第一本征参数中第(N+1)时刻的旋转矩阵，所述t_N+1表示所述第一本征参数中第(N+1)时刻的平移向量，所述X_N+1表示第(N+1)时刻所对应的所述第一子飞行定位信息。

9.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括第一摄像头以及第二摄像头，其中，所述第一摄像头用于获取N个不同时刻所对应的N个第一实时图像，所述第二摄像头用于获取所述N个不同时刻对应的N个第二实时图像，所述N为大于或等于2的正整数，所述飞行器包括：

第一确定模块，用于根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数；

第一获取模块，用于获取起始时刻所述第一摄像头的第一初始定位信息以及所述第二摄像头的第二初始定位信息；

第二确定模块，用于根据所述第一获取模块获取的所述第一初始定位信息与所述第一确定模块确定的所述(N-1)个第一本征参数，确定所述(N-1)个时刻对应的(N-1)个第一飞行定位信息，并根据所述第一获取模块获取的所述第二初始定位信息与所述第一确定模块确定的所述(N-1)个第二本征参数，确定(N-1)个时刻对应的(N-1)个第二飞行定位信息；

第二获取模块，用于根据所述第二确定模块确定的所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息。

10.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括：

设置模块，用于所述第一获取模块通过所述第一摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第一初始定位信息，以及通过所述第二摄像头获取所述N个不同时刻中起始时刻的第二初始定位信息之前，在预置摄像头距离范围内，将所述第一摄像头与所述第二摄像头设置于所述飞行器的同一水平线上。

11.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括：

第三获取模块，用于所述第一确定模块根据所述N个第一实时图像确定(N-1)个第一本征参数，并根据所述N个第二实时图像确定(N-1)个第二本征参数之前，通过所述第一摄像头获取第一时刻对应的第一子图像以及第二时刻对应的第二子图像，其中，所述第一时刻与所述第二时刻均为所述N个不同时刻中的两个时刻，所述第一子图像与所述第二子图像均属于所述第一实时图像；

第四获取模块，用于通过所述第二摄像头获取所述第二时刻对应的第三子图像以及所述第二时刻对应的第四子图像，其中，所述第三子图像与所述第四子图像均属于所述第二实时图像；

测量模块，用于采用基于双目立体视觉方式测量得到第一深度信息以及第二深度信息。

12.根据权利要求11所述的飞行器，其特征在于，所述第一本征参数包括第一旋转矩阵以及第一平移向量，所述第二本征参数包括第二旋转矩阵以及第二平移向量，其中，所述第一旋转矩阵用于表示所述第一摄像头的角度变化，所述第二旋转矩阵用于表示所述第二摄像头的角度变化，所述第一平移向量用于表示所述第一摄像头的高度变化，所述第二平移向量用于表示所述第二摄像头的高度变化。

13.根据权利要求12所述的飞行器，其特征在于，所述第一确定模块包括：

第一计算单元，用于按照如下方式计算第(N-1)个第一本征参数：

${\mathrm{\λ}}_1\left[\begin{array}{c}{z}_1^j\\ 1\end{array}\right]={\mathrm{CX}}^j;$

${\mathrm{\λ}}_2\left[\begin{array}{c}{z}_2^j\\ 1\end{array}\right]=C(R_1{X}^j+t_1);$

其中，所述λ₁表示所述第一深度信息，所述λ₂表示所述第二深度信息，所述表示所述第一子图像中目标点X^j的三维空间，所述表示所述第二子图像中所述目标点X^j的三维空间，C表示预先测量的内部参数，所述R₁表示所述第一旋转矩阵，所述t₁表示所述第一平移向量；

按照如下方式计算第(N-1)个第二本征参数：

${\mathrm{\λ}}_3\left[\begin{array}{c}{z}_3^k\\ 1\end{array}\right]={\mathrm{CY}}^k;$

${\mathrm{\λ}}_4\left[\begin{array}{c}{z}_4^k\\ 1\end{array}\right]=C(R_2{Y}^k+t_2);$

其中，所述λ₃表示所述第三深度信息，所述λ₄表示所述第四深度信息，所述表示所述第三子图像中目标点Y^k的三维空间，所述表示所述第四子图像中所述目标点Y^k的三维空间，所述R₂表示所述第二旋转矩阵，所述t₂表示所述第二平移向量。

14.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，所述第二获取模块包括：

第二计算单元，用于按照如下方式计算在满足所述预置定位约束条件下所述第二飞行定位信息与所述第一飞行定位信息之间的方差最小值：

$\underset{X,Y}{min}\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}\left|\right|(R_{ext}{Y}_j+t_{ext})-X_j|{|}^2;$

其中，所述X表示所述第一飞行定位信息，所述Y表示所述第二飞行定位信息，所述表示在满足所述预置定位约束条件下所述第二飞行定位信息与所述第一飞行定位信息之间的方差最小值，所述N表示第N个时刻，所述j表示N个时刻中的第j个时刻，所述X_j表示所述第j个时刻对应的所述第二飞行定位信息，所述Y_j表示所述第j个时刻对应的所述第二飞行定位信息，所述R_ext表示预先测量的所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的旋转矩阵，所述t_ext表示预先测量的所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的平移向量；

根据所述方差最小值计算所述目标飞行定位信息。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括：

第三确定模块，用于所述第二获取模块根据所述(N-1)个第一飞行定位信息以及所述(N-1)个第二飞行定位信息，采用预置定位约束条件获取所述N个不同时刻中结束时刻所对应的目标飞行定位信息之后，根据所述目标飞行定位信息，确定第(N+1)时刻所对应的第一子飞行定位信息，所述第一子飞行定位信息为所述目标飞行定位信息中的一个信息；

第五获取模块，用于采用所述预置定位约束条件以及所述第三确定模块确定的所述第一子飞行定位信息，获取所述第(N+1)时刻所对应的第二子飞行定位信息；

第四确定模块，用于根据所述第三确定模块确定的所述第一子飞行定位信息以及第一本征参数，确定第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息；

第六获取模块，用于采用所述预置定位约束条件以及所述第四确定模块确定的所述第三子飞行定位信息，获取所述第(N+2)时刻所对应的第四子飞行定位信息；

计算模块，用于计算所述第三确定模块确定所述第一子飞行定位信息与所述第四确定模块确定的所述第三目标飞行定位信息的第一最优解，并计算所述第五获取模块获取的所述第二子飞行定位信息与所述第六获取模块获取的所述第四子飞行定位信息的第二最优解，所述第一最优解与所述第二最优解构成所述第(N+2)时刻的飞行定位信息。

16.根据权利要求15所述的飞行器，其特征在于，所述第四确定模块包括：

第三计算单元，用于按照如下方式计算所述第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息：

X_N+2＝R_N+1X_N+1+t_N+1

其中，所述X_N+2表示所述第(N+2)时刻所对应的第三子飞行定位信息，所述R_N+1表示所述第一本征参数中第(N+1)时刻的旋转矩阵，所述t_N+1表示所述第一本征参数中第(N+1)时刻的平移向量，所述X_N+1表示第(N+1)时刻所对应的所述第一子飞行定位信息。