CN110632553A - 定位方法、装置、***、计算机可读存储介质及无人机 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例涉及一种定位方法、装置、***、计算机可读存储介质及无人机，该方法包括以下步骤：通过所述无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号；根据所述无线信号确定所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离；检测所述无人机到地面的高度值；基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息。上述定位方法、装置、***、计算机可读存储介质及无人机，可以更加准确地对无人机进行定位。

Description

定位方法、装置、***、计算机可读存储介质及无人机
技术领域
本申请涉及无人机技术领域，特别是涉及一种定位方法、装置、***、计算机可读存储介质及无人机。
背景技术
无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行设备。无人机在应用领域方面，可包括军用及民用，军用方面，例如侦察机和靶机，民用方面在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物等均有很好的运用。在使用无人机时，需要精准对无人机进行定位，传统的方式中通常使用GPS（全球定位***，GlobalPositioning System）对无人机进行定位，但GPS的信号可能存在被关闭、干扰或者诱导的风险，导致定位不准确。
发明内容
本申请实施例提供一种定位方法、装置、***、计算机可读存储介质及无人机，可以更加准确地对无人机进行定位。
一种定位方法，应用于无人机，所述无人机上设置有无线通信接收机，所述方法包括以下步骤：
通过所述无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号；
根据所述无线信号确定所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离；
检测所述无人机到地面的高度值；
基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息。
一种定位***，包括无人机及多个无线通信发射机，所述无人机上设置有无线通信接收机；
所述无人机，包括：
无线通信接收机，用于分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号；
处理器，用于根据所述无线信号确定所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离；
所述处理器，还用于获取所述无人机到地面的高度值，并基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息；
所述无线通信发射机，用于向所述无线通信接收机发送无线信号。
一种定位装置，应用于无人机，所述无人机上设置有无线通信接收机，所述装置包括：
接收模块，用于通过所述无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号；
距离确定模块，用于根据所述无线信号确定所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离；
高度检测模块，用于检测所述无人机到地面的高度值；
定位模块，用于基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息。
一种无人机，包括存储器及处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现如上所述的方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
本申请实施例提供的定位方法、装置、***、计算机可读存储介质及无人机，无人机可通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号，根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离，检测无人机到地面的高度值，并基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息，可以有效减少定位信号的干扰，更加准确地对无人机进行定位。此外，当卫星导航定位***的信号被关闭、干扰、诱导时，可以保证系留无人机在高空稳定悬停，顺利完成任务。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中定位***的架构图；
图2为另一个实施例中定位***的架构图；
图3为一个实施例中定位方法的流程图；
图4为一个实施例中确定无人机的空间位置信息的流程图；
图5为一个实施例中定位***的框图；
图6为另一个实施例中定位***的框图；
图7为一个实施例中定位装置的框图；
图8为一个实施例中无人机的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一客户端称为第二客户端，且类似地，可将第二客户端称为第一客户端。第一客户端和第二客户端两者都是客户端，但其不是同一客户端。
图1为一个实施例中定位***的架构图。如图1所示，定位***包括无人机10和多个无线通信发射机20，无人机10上可设置有无线通信接收机110。
在本申请实施例中，该定位***可应用于系留无人机***。
在一些实施例中，多个无线通信发射机20可分别设置在地面的不同位置，并向无人机10上的无线通信接收机110发送无线信号。无人机10上的无线通信接收机110可检测通信信道上的信号，分别接收设置在地面的各个无线通信发射机20发送的无线信号，再对接收的无线信号进行解析，以根据各个无线信号的解析结果确定无人机10与每个发送无线信号的无线通信发射机20之间的相对位置关系。无人机10可根据与每个无线通信发射机20之间的相对位置关系确定无人机10的空间位置坐标。
可选地，可以选取任意一个无线通信发射机20作为空间坐标系的原点，建立三维空间坐标系，其中，该空间坐标系的X轴及Y轴可与地面平行，Z轴可垂直于地面，也即，空间坐标系的XOY面与地面平行，ZOX面及ZOY面分别与地面垂直。可对无人机10与各个无线通信发射机20之间的相对位置关系进行换算，确定无人机10在该空间坐标系的空间位置坐标（x，y，z）。作为一种具体实施方式，设置在地面的不同位置的无线通信发射机20的数量可以大于或等于3，例如，可以为3个、4个、5个等，但不限于此。设置的无线通信发射机20的数量越多时，可使得获取到的无人机10的空间位置坐标越准确。
在一个实施例中，多个无线通信发射机20也可不全部设置在地面，也可通过建立基站，将无线通信发射机20设置在不同高度，例如，共设置有5个无线通信发射机20，其中，3个无线通信发射机20设置在地面，1个无线通信发射机20设置在距离地面6米的位置，1个无线通信发射机20设置在距离地面10米的位置等。无线通信发射机20设置在不同高度，可使获取到的无人机10的空间位置坐标更加准确。无线通信发射机20的数量及设置位置在本申请实施例中不作具体限定。
在一个实施例中，无人机10可检测到地面的高度值，该高度值可以是无人机10到地面的垂直距离，通过检测到的高度值可以得到无人机10在空间坐标系中Z轴的坐标值。无人机10通过无线通信接收机110分别接收设置在地面不同位置的多个无线通信发射机20发送的无线信号，并根据接收的无线信号确定无人机10与各个无线通信发射机20的距离。根据无人机10与各个无线通信发射机20的距离可以计算无人机10在空间坐标系中X轴及Y轴的坐标值，并结合无人机10到地面的高度值，得到无人机10的空间位置信息，该空间位置信息可包括无人机10在该空间坐标系的空间位置坐标（x，y，z），用于表示无人机10的具体飞行位置。
图2为另一个实施例中定位***的架构图，如图2所示，定位***包括无人机10、多个无线通信发射机20及地面气压计30，无人机10可通过系缆与地面气压计30连接。无人机10上可设置有无线通信接收机110及机体气压计120，其中，机体气压计120可检测无人机10的飞行气压，地面气压计30可检测地面的气压值。地面气压计30及机体气压计120可为各个类型的气压计，例如，可以是水银气压计或无液气压计，水银气压计利用托里拆利实验的原理，大气压强不同，水银柱的高度不同，无液气压计则是通过检测金属盒的形状变化确定气压值，金属盒会在不同的大气压强下产生形变，但不限于此二种气压计，也可以是其他类型的气压计。
无人机10通过系缆与地面气压计30连接，该系缆可用于进行无人机10与地面气压计30之间的数据传输，该系缆可以是光纤等线缆。地面气压计30检测地面气压数据，可将地面气压数据通过系缆发送至无人机10。无人机10获取通过机体气压计120检测到的机体气压数据，可利用机体气压数据及地面气压数据之间的差值，确定无人机10到地面的高度值。作为一种方式，地面的供电设备还可以通过系缆向无人机10的电源进行供电，且系缆可控制无人机10飞行在一个固定的范围内，可以避免无人机10飞到远离无线通信发射机20的位置，导致无法对无人机10的位置进行精准定位的问题。
无人机10通过无线通信接收机110分别接收设置在地面不同位置的多个无线通信发射机20发送的无线信号，并根据接收的无线信号确定无人机10与各个无线通信发射机20的距离，可通过机体气压计120及地面气压计30获取无人机10到地面的高度值，再根据无人机10与各个无线通信发射机20的距离及无人机10到地面的高度值，确定无人机10的空间位置信息。
如图3所示，在一个实施例中，提供一种定位方法，可应用于上述定位***中的无人机10，该方法可包括以下步骤：
步骤S310，通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号。
无人机可设置有无线通信接收机，可通过无线通信接收机分别接收多个设置在地面的不同位置的无线通信发射机发送的无线信号。在一些实施例中，无线通信发射机发射无线信号时，可获取发射时刻，并生成与发射时刻对应的时间戳。无线通信接收机接收到无线信号时，可对无线信号进行解析，得到解析结果，该解析结果可包括无线信号的发射时刻以及发送该无线信号的无线通信发射机的身份信息，该身份信息可用于表示发送该无线信号的无线通信接收机的身份。可选地，可对各个无线通信发射机进行编码，每个无线通信发射机可对应唯一的编码，该编码可以是由数字、字母、符号等中的一种或多种组成的字符串，该编码可作为无线通信发射机的一种。无线通信发射机向无人机的无线通信接收机发送无线信号，无线信号中可同时包含无线通信发射机的编码，无线通信接收机对无线信号进行解析后，可得到对应的编码，以根据编码确定发送无线信号的无线通信发射机的身份。
在一些实施例中，无人机的无线通信接收机接收无线信号，可记录接收到每个无线信号的接收时刻，解析无线信号得到无线信号的发射时刻，可将无线信号的接收时刻、发射时刻及无线通信发射机的身份信息对应进行存储，存储的方式可如表1所示：
表1
无线通信发射机 发射时刻 接收时刻
A00548-1 14时02分32秒50毫秒 14时02分32秒250毫秒
F65210-3 14时02分33秒40毫秒 14时02分33秒190毫秒
C32489-2 14时02分32秒500毫秒 14时02分32秒785毫秒
在一个实施例中，无人机的无线通信接收机还可先与各个无线通信发射机进行时间同步，无线通信发射机向无线通信接收机发送无线信号之前，可先向无线通信接收机发送同步信号，无线通信接收机可根据同步信号确定自身的时钟***与该无线通信发射机的时钟***之间的时间差。可选地，无线通信接收机可根据接收同步信号的接收时刻以及发送该同步信号的同步时刻确定时间差值，并将该时间差值与预设阈值进行比对。当时间差值大于预设阈值时，可判定无线通信接收机与无线通信发射机的时钟***存在较大的时间误差，需要进行时间同步，并根据同步信号进行时间同步。预设阈值可根据实际需求进行设定，例如1秒、3秒等，但不限于此。
在一个实施例中，可通过统一的控制台控制设置的多个无线通信发射机。无人机在飞行时，可通过卫星导航信号，例如GPS信号等确定无人机的地理位置，当根据该地理位置检测到无人机处于设置的多个无线通信发射机的范围内，无人机可向控制台发送到达指令，控制台可根据该到达指令控制多个无线通信发射机向无人机的无线通信接收机发送无线信号。当根据无人机的地理位置检测到无人机不处于设置的多个无线通信发射机的范围内时，控制台可控制无线通信发射机停止发送无线信号，只有在无人机处于一定范围内时，无线通信发射机才发送无线信号，可节省无线通信发射机的功耗。在其他实施例中，不论无人机所处的地理位置在哪，无线通信发射机也可一直发送无线信号，当无人机处于多个无线通信发射机的范围内，无人机上的无线通信接收机即可接收到无线通信发射机发射的无线信号。
步骤S320，根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离。
无人机对无线通信接收机接收到的多个无线信号进行解析，可根据解析结果确定无人机与每个无线通信发射机之间的距离。无人机解析接收到的无线信号，可得到无线信号的发射时刻及对应无线通信发射机的身份信息，可根据无线信号的接收时刻及发射时刻计算传输时延。无人机可预先存储有无线信号的传输速度，并根据无线信号的传输时延及传输速度确定无人机与发射该无线信号的无线通信发射机的距离，该距离可以为传输时延乘以传输速度。
在一个实施例中，无线通信接收机可为UWB（Ultra Wide Band，超宽带）接收机，无线通信发射机可为UWB发射机。UWB技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽，使用UWB技术可在非常宽的带宽上传输信号。UWB技术具有***复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低等优点，可使无人机的定位更加准确。设置在地面不同位置的UWB发射机可向无人机上设置的UWB接收机发送信号，UWB接收机可对接收的信号进行解调运算，以得到相应的传输数据。无人机可根据UWB接收机接收的信号确定与各个UWB发射机之间的距离。可以理解地，无线通信接收机和无线通信发射机也可以是其他传输无线信号的设备，并不仅限于UWB设备。
步骤S330，检测无人机到地面的高度值。
无人机可检测到地面的高度值，该高度值可指的是无人机到地面的垂直距离，也即无人机的飞行高度，检测无人机到地面高度值的方式可以为多种。作为一种具体实施方式，无人机上可设置有机体气压计，机体气压计可用于检测无人机的机体气压值，地面还可设置有地面气压计，地面气压计可用于检测地面的气压值。无人机根据机体气压值及地面的气压值之间的气压差，可确定无人机与地面之间的高度值。
在其他实施例中，无人机也可直接根据设置的多个无线通信发射机发送的无线信号确定到地面的高度值。多个无线通信发射机可设置在不同高度，也可都设置在地面，无人机根据与每个无线通信发射机之间的距离，以及各个无线通信发射机的空间位置坐标，推算出无人机到地面的高度值。无人机检测到地面的高度值的方式在本申请实施例中并不受限定。
步骤340，基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息。
在一个实施例中，可选取任意一个无线通信发射机作为空间坐标系的原点，建立空间坐标系，该空间坐标系的X轴及Y轴可与地面平行，Z轴可垂直于地面，无人机可预先获取设置的其他无线通信发射机在该空间坐标系的空间位置坐标，并进行存储。无人机可根据与每个无线通信发射机的距离，以及每个无线通信发射机的空间位置坐标，确定无人机在空间坐标系中X轴及Y轴的坐标值，并根据无人机到地面的高度值确定无人机在空间坐标系中Z轴的坐标值，从而得到无人机在空间坐标系的空间位置坐标（x，y，z），获取无人机的空间位置信息。
在一个实施例中，无人机上的无线通信接收机可实时接收各个无线通信发射机发送的无线信号，当无人机处于运动状态时，可根据多次接收的来自同一无线通信发射机发送的无线信号，获取不同时刻下无人机与各个无线通信发射机之间的距离变化。根据无人机与各个无线通信发射机之间的距离变化，以及各个无线通信发射机的空间位置坐标，可确定无人机相对作为原点的无线通信发射机的方向信息。例如，发射机1为空间坐标系的原点，空间位置坐标为（0，0，0），发射机2的空间位置坐标为（2，3，0），发射机3的空间位置坐标为（-1，4，0），无人机与发射机1及发射机3的距离在逐渐变大，与发射机2的距离在逐渐变小，则可确定无人机相对发射机1处于空间坐标系中的X轴正方向。根据无人机相对作为原点的无线通信发射机的方向信息可更加准确地对无人机进行定位，无线通信发射机的数量越多，可辅助更加准确地确定无人机的空间位置坐标。
上述实施例中的定位方法，无人机可通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号，根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离，检测无人机到地面的高度值，并基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息，可以有效减少定位信号的干扰，更加准确地对无人机进行定位。
在一个实施例中，步骤S330检测无人机到地面的高度值，可包括：获取地面气压计检测到的地面气压数据，获取机体气压计检测到的机体气压数据，并通过差分对机体气压数据进行修正，再根据地面气压数据及修正后的机体气压数据确定无人机到地面的高度值。
无人机可设置有机体气压计，地面可设置在地面气压计，无人机可通过系缆与地面气压计连接，并通过系缆进行数据通信。地面气压计及机体气压计可为各个类型的气压计，例如，可以是水银气压计或无液气压计等，在此不作限定。地面气压计可检测地面气压数据，该地面气压数据可包括地面的气压值，并将地面气压数据通过发送至无人机。可选地，地面气压数据除了地面的气压值外，还可以包括地面的环境参数，例如地面的温度、湿度等数值。
无人机可通过机体气压计检测机体气压数据，该机体气压数据可包括无人机的机体气压值。在一个实施例中，无人机可通过差分对机体气压计检测的机体气压数据进行修正，可对多次采集的机体气压数据进行差分运算，并剔除偏差较大的机体气压数据。可根据实际需求设置误差量，并判断机体气压数据的偏差是否大于该误差量，若大于，则可判断检测到的机体气压数据不准确，其中，机体气压数据的偏差可以是机体气压计本次检测到的到机体气压数据与上一次检测到的机体气压数据之间的差值，也可是本次检测到的机体气压数据与函数方程的偏差值，该函数方程可以是根据多次检测的机体气压数据运算得到。
在一些实施例中，机体气压数据除了包括无人机的机体气压值外，还可包括当前的温度、湿度等机体环境参数，无人机上可设置有温度、湿度等传感器，用于检测机体环境参数。无人机根据地面气压数据及修正后的机体气压数据确定无人机到地面的高度值，可计算地面气压值与机体气压值之间的气压差值，并根据气压差值与高度的关系方程，确定无人机到地面高度值，同时，还可根据机体环境参数与地面环境参数之间的差异，辅助确定地面高度值，例如，计算无人机所处空间位置与地面的温度差值、湿度差值等。可选地，可以为气压差值、温度差值、湿度差值等分配权重，通过加权算法确定无人机到地面高度值，也可分别根据气压差值、温度差值、湿度差值等参数与高度的关系方程，得到多个高度值，再进行平均以确定无人机到地面高度值。
上述实施例中的定位方法，无人机可更加准确地检测到地面的高度，提高对无人机定位的准确性。
如图4所示，在一个实施例中，步骤340基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息，可包括以下步骤：
步骤S402，建立无人机在地面的投影点。
无人机根据无线通信接收机接收到的多个无线信号，确定与每个无线通信发射机的距离后，可将无人机投影到地面，建立无人机在地面的投影点。选取任意一个设置在地面的无线通信发射机建立空间坐标系，该空间坐标系的X轴及Y轴可与地面平行，Z轴可垂直于地面，将无人机投影到地面，可为将无人机投影到空间坐标系的XOY面，无人机在X轴和Y轴的坐标值不变，Z轴的坐标值变为0，例如，若无人机在空间坐标系的空间位置坐标为（x，y，z），则投影点在空间坐标系的空间位置坐标为（x，y，0）。
步骤S404，根据无人机与每个UWB发射机的距离以及高度值，计算投影点到每个UWB发射机的距离。
无人机可根据与每个UWB发射机的距离以及高度值计算投影点到每个UWB发射机的距离，进一步地，可根据勾股定位确定投影点到UWB发射机的距离，投影点到UWB发射机的距离
Figure 385039DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 688981DEST_PATH_IMAGE002
为无人机与UWB发射机的距离，
Figure 760842DEST_PATH_IMAGE003
为无人机到地面的高度值。
步骤S406，根据投影点到每个UWB发射机的距离确定投影点的位置坐标。
在一个实施例中，无人机可预先存储有各个UWB发射机在同一空间坐标系的空间位置坐标，当接收到无线信号后，可根据发送无线信号的UWB发射机的身份信息查找到该UWB发射机的空间位置坐标。根据各个UWB发射机的空间位置坐标，以及投影点到各个UWB发射机的距离，可以计算得到投影点的位置坐标，若投影点在空间坐标系的空间位置坐标为（x，y，0），则可计算得到投影点在X轴的坐标值x及在Y轴的坐标值y。
举例进行说明，假设地面设有3个UWB发射机，发射机1的空间位置坐标为（0，0，0），发射机2的空间位置坐标为（
Figure 404313DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 67376DEST_PATH_IMAGE005
，0），发射机3的空间位置坐标为（
Figure 796297DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 671849DEST_PATH_IMAGE007
，0），无人机在地面的投影点（x，y，0）到发射机1的距离为，投影点到发射机2的距离为
Figure 272300DEST_PATH_IMAGE009
，投影点到发射机3的距离为
Figure 222938DEST_PATH_IMAGE010
，可得到下式公式：
Figure 167760DEST_PATH_IMAGE011
，，
Figure 259530DEST_PATH_IMAGE013
，对上述三个公式进行求解，即可得到投影点x及y，从而得到投影点的位置坐标。
步骤S408，基于投影点的位置坐标及高度值确定无人机的空间位置信息。
无人机计算得到投影点的位置坐标（x，y，0），该x及y即为无人机在空间坐标系中X轴及Y轴的坐标值，无人机到地面的高度值可作为无人机在空间坐标系中Z轴的坐标值，即可得到无人机在空间坐标系的空间位置坐标（x，y，z），从而获取无人机的空间位置信息。
在其他的实施例中，无人机也可通过其他方式确定空间位置信息，例如，当UWB发射机的数量足够多时，可直接根据多个UWB发射机的空间位置坐标以及无人机到各个UWB发射机的距离，计算得到无人机的空间位置坐标，而不需要额外检测无人机到地面的高度值。UWB发射机可都设置在地面，也可通过基站设置在不同高度，需预先测量各个UWB发射机在空间坐标系的空间位置坐标。作为一种实施方式，当UWB发射机的位置发生变动时，需重新确定变动后的UWB发射机的空间位置坐标，并同步给无人机，对UWB发射机的位置进行更新。
上述实施例中的定位方法，可建立无人机在地面的投影点，先根据各个UWB发射机的位置以及无人机到UWB的距离确定出投影点的位置坐标，再得到无人机的空间位置信息，可以提高无人机定位的准确性。
在一个实施例中，上述定位方法还包括：通过卫星导航信号获取无人机的地理位置，判断空间位置信息与地理位置是否匹配，当不匹配时，发送提示信息，提示信息用于提示无人机的卫星导航出现异常情况。
无人机在通过UWB技术进行定位的同时，可通过卫星导航信号，例如GPS等实时获取无人机的地理位置，可以实时接收GPS导航卫星发送的GPS信号，根据GPS确定无人机的地理位置，该地理位置可包括无人机在地球上的经度、纬度，也可包括海拔高度等。在一个实施例中，无人机根据UWB发射机发送的无线信号确定无人机在空间坐标系的空间位置坐标（x，y，z），可将该空间位置坐标（x，y，z）转化为相应的经度、纬度及海拔高度，无人机的空间位置信息可用转化后得到的经度、纬度及海拔高度表示。
无人机可将利用UWB技术确定的空间位置信息与GPS检测到的地理位置进行比对，判断该空间位置信息与GPS检测的地理位置是否匹配，空间位置信息与GPS检测的地理位置匹配可指的是空间位置信息与GPS检测的地理位置之间的差值在预设的误差范围内。若空间位置信息与GPS检测的地理位置之间的差值超出预设的误差范围，则可判定该空间位置信息与GPS检测的地理位置不匹配。由于UWB技术受干扰的情况要远远小于GPS定位，UWB定位比GPS定位更加精准，因此当空间位置信息与GPS检测的地理位置不匹配时，可判定GPS定位出现异常情况。无人机可生成提示信息，并将提示信息发送至管理设备，例如可发送至主机设备，或是管理人员的移动终端等，以提示管理人员无人机的GPS定位出现异常。
在一些实施例中，不排除UWB定位发生异常的情况，无人机在确定空间位置信息与GPS检测的地理位置不匹配时，可将通过UWB技术定位得到的空间位置信息及GPS检测的地理位置同时发送至管理设置，由管理人员判定是UWB定位还是GPS定位发生异常情况，从而可对出现的异常情况进行调整，保证无人机定位的准确性。
上述实施例中的定位方法，可利用UWB定位检测无人机的GPS定位是否准确，既提高了无人机定位的准确性，也提高了无人机运行时的安全性。
在一个实施例中，上述定位方法还包括：根据空间位置信息检测无人机是否到达指定空间位置，当到达指定空间位置时，控制无人机悬停，并接收其他设备发送的控制指令，解析控制指令，并根据解析结果执行操作。
管理人员可通过管理设备控制无人机执行任务，作为一种实施方式，可控制无人机飞行到达指定空间位置时，执行相应的任务操作。管理设备可先向无人机发送悬停指令，无人机解析该悬停指令可得到指定空间位置。无人机可实时根据UWB发射机发送的无线信号确定空间位置信息，并判断是否到达该指定空间位置，当无人机到达该指定空间位置时，可执行悬停操作，不再飞行。
无人机悬停在指定空间位置后，可接收其他设备发送的控制指令，并根据控制指令执行相应的任务，该其他设备可以是管理设备，也可以是其他无人机发送的控制指令。无人机可对控制指令进行解析，得到所需执行的任务内容，例如，该任务内容可以是无人机发射武器、或是通过摄像头拍照等，任务内容也可以是将控制指令转发给其他无人机，该无人机作为传输指令的中继设备，对指令进行传递等，在此不作具体限定。
上述实施例中的定位方法，可利用UWB技术对无人机进行定位，可以提高无人机执行任务的准确性及效率。
在一个实施例中，提供一种定位方法，应用于无人机，无人机上设置有无线通信接收机，该方法包括以下步骤：
步骤（1），通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号。
步骤（2），根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离。
步骤（3），检测无人机到地面的高度值。
在一个实施例中，无人机还设置有机体气压计，无人机通过系缆与地面气压计连接；步骤（3）包括：获取地面气压计检测到的地面气压数据；获取机体气压计检测到的机体气压数据，并通过差分对机体气压数据进行修正；根据地面气压数据及修正后的机体气压数据确定无人机到地面的高度值。
步骤（4），基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息。
在一个实施例中，无线通信接收机为UWB接收机，无线通信发射机为UWB发射机；步骤（4）包括：建立无人机在地面的投影点；
根据无人机与每个UWB发射机的距离以及高度值，计算投影点到每个UWB发射机的距离；根据投影点到每个UWB发射机的距离确定投影点的位置坐标；基于投影点的位置坐标及高度值确定无人机的空间位置信息。
在一个实施例中，上述定位方法，还包括：通过卫星导航信号获取无人机的地理位置；判断空间位置信息与地理位置是否匹配；当不匹配时，发送提示信息，提示信息用于提示无人机的卫星导航出现异常情况。
在一个实施例中，上述定位方法，还包括：根据空间位置信息检测无人机是否到达指定空间位置；当到达指定空间位置时，控制无人机悬停，并接收其他设备发送的控制指令；解析控制指令，并根据解析结果执行操作。
上述实施例中的定位方法，无人机可通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号，根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离，检测无人机到地面的高度值，并基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息，可以有效减少定位信号的干扰，更加准确地对无人机进行定位。
如图5所示，在一个实施例中，提供一种定位***500，定位***500包括无人机510及无线通信发射机520，无人机510包括无线通信接收机512及处理器514，无线通信接收机512与处理器514连接。
无线通信接收机512，用于分别接收多个无线通信发射机520发送的无线信号；
处理器514，用于根据无线信号确定无人机510与每个无线通信发射机520的距离。
处理器514，还用于获取无人机510到地面的高度值，并基于无人机510与每个无线通信发射机520的距离以及高度值，确定无人机510的空间位置信息。
无线通信发射机520，用于向无线通信接收机512发送无线信号。
如图6所示，在另一个实施例中，提供一种定位***500，定位***500包括无人机510、无线通信发射机520及地面气压计520，无人机510包括无线通信接收机512、处理器514及机体气压计516，无线通信接收机512及机体气压计516可分别与处理器514。无人机510可通过系缆与地面气压计连接530。
地面气压计连接530，用于检测地面气压数据，并通过系缆将地面气压数据发送至无人机。
机体气压计516，用于检测无人机的机体气压数据。
处理器514，还用于获取机体气压数据，并通过差分对机体气压数据进行修正。
处理器514，还用于获取地面气压数据，并根据地面气压数据及修正后的机体气压数据确定无人机到地面的高度值。
在一个实施例中，无线通信发射机520为UWB发射机，无线通信接收机512为超宽带UWB接收机。
处理器514，还用于建立无人机在地面的投影点；根据无人机510与每个UWB发射机520的距离以及高度值，计算投影点到每个UWB发射机520的距离；根据投影点到每个UWB发射机520的距离确定投影点的位置坐标；基于投影点的位置坐标及高度值确定无人机510的空间位置信息。
在一个实施例中，无人机510还包括GPS芯片及通信模块，GPS芯片及通信模块可分别与处理器514连接，GPS芯片用于通过GPS获取无人机的地理位置。
处理器514，还用于获取GPS芯片传输的地理位置，并判断无人机510的空间位置信息与该地理位置是否匹配；当不匹配时，通过通信模块发送提示信息，该提示信息用于提示无人机510的GPS出现异常情况。
在一个实施例中，处理器514，还用于根据空间位置信息检测无人机510是否到达指定空间位置；当到达指定空间位置时，控制无人机510悬停，并通过通信模块接收其他设备发送的控制指令；解析控制指令，并根据解析结果执行操作。
上述实施例中的定位***，无人机可通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号，根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离，检测无人机到地面的高度值，并基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息，可以有效减少定位信号的干扰，更加准确地对无人机进行定位。
如图7所示，在一个实施例中，提供一种定位装置700，应用于无人机，无人机上设置有无线通信接收机。定位装置700可包括接收模块710、距离确定模块720、高度检测模块730及定位模块740。
接收模块710，用于通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号。
距离确定模块720，用于根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离。
高度检测模块730，用于检测无人机到地面的高度值。
定位模块740，用于基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息。
上述实施例中的定位装置，无人机可通过无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号，根据无线信号确定无人机与每个无线通信发射机的距离，检测无人机到地面的高度值，并基于无人机与每个无线通信发射机的距离以及高度值，确定无人机的空间位置信息，可以有效减少定位信号的干扰，更加准确地对无人机进行定位。
在一个实施例中，无人机还设置有机体气压计，无人机通过系缆与地面气压计连接。高度检测模块730，包括第一获取单元、第二获取单元及高度确定单元。
第一获取单元，用于获取地面气压计检测到的地面气压数据。
第二获取单元，用于获取机体气压计检测到的机体气压数据，并通过差分对机体气压数据进行修正。
高度确定单元，用于根据地面气压数据及修正后的机体气压数据确定无人机到地面的高度值。
上述实施例中的定位装置，无人机可更加准确地检测到地面的高度，提高对无人机定位的准确性。
在一个实施例中，无线通信接收机为超宽带UWB接收机，无线通信发射机为UWB发射机。定位模块740，包括建立单元、计算单元、坐标确定单元及空间位置确定单元。
建立单元，用于建立无人机在地面的投影点。
计算单元，用于根据无人机与每个UWB发射机的距离以及高度值，计算投影点到每个UWB发射机的距离。
坐标确定单元，用于根据投影点到每个UWB发射机的距离确定投影点的位置坐标。
空间位置确定单元，用于基于投影点的位置坐标及高度值确定无人机的空间位置信息。
上述实施例中的定位装置，可建立无人机在地面的投影点，先根据各个UWB发射机的位置以及无人机到UWB的距离确定出投影点的位置坐标，再得到无人机的空间位置信息，可以提高无人机定位的准确性。
在一个实施例中，上述定位装置700除了包括接收模块710、距离确定模块720、高度检测模块730及定位模块740，还包括导航模块及位置匹配模块。
导航模块，用于通过卫星导航信号获取无人机的地理位置。
位置匹配模块，用于判断空间位置信息与地理位置是否匹配，当不匹配时，发送提示信息，提示信息用于提示无人机的卫星导航出现异常情况。
上述实施例中的定位装置，可利用UWB定位检测无人机的GPS定位是否准确，既提高了无人机定位的准确性，也提高了无人机运行时的安全性。
在一个实施例中，上述定位装置700除了包括接收模块710、距离确定模块720、高度检测模块730、定位模块740、GPS模块及位置匹配模块，还包括悬停模块及执行模块。
定位模块740，还用于根据空间位置信息检测无人机是否到达指定空间位置。
悬停模块，用于当到达指定空间位置时，控制无人机悬停，并接收其他设备发送的控制指令。
执行模块，用于解析控制指令，并根据解析结果执行操作。
上述实施例中的定位装置，可利用UWB技术对无人机进行定位，可以提高无人机执行任务的准确性及效率。
图8为一个实施例中无人机的结构框图。如图8所示，在一个实施例中，该无人机800可以是服务器，也可以是计算机等终端。无人机800可以包括一个或多个如下部件：处理器810和存储器820，存储器820可存储有一个或多个应用程序，一个或多个应用程序可以被配置为由一个或多个处理器810执行，一个或多个程序配置用于执行如上述的方法。
处理器810可以包括一个或者多个处理核。处理器810利用各种接口和线路连接整个无人机800内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器820内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器820内的数据，执行无人机800的各种功能和处理数据。可选地，处理器810可以采用数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）、可编程逻辑阵列（Programmable LogicArray，PLA）中的至少一种硬件形式来实现。处理器810可集成中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、图像处理器（Graphics Processing Unit，GPU）和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器810中，单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器820可以包括随机存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括只读存储器（Read-Only Memory）。存储器820可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器820可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于实现至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储无人机800在使用中所创建的数据等。
可以理解地，无人机800可包括比上述结构框图中更多或更少的结构元件，例如，还可包括摄像头、UWB接收机、机体气压计等，在此不进行限定。
在一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例描述的方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）等。
如此处所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。合适的非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM），它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态 RAM （SRAM）、动态 RAM （DRAM）、同步 DRAM （SDRAM）、双数据率 SDRAM （DDR SDRAM）、增强型 SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种定位方法，其特征在于，应用于无人机，所述无人机上设置有无线通信接收机，所述方法包括以下步骤：
通过所述无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号；
根据所述无线信号确定所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离；
检测所述无人机到地面的高度值；
基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机还设置有机体气压计，所述无人机通过系缆与地面气压计连接；
所述检测所述无人机到地面的高度值，包括：
获取所述地面气压计检测到的地面气压数据；
获取所述机体气压计检测到的机体气压数据，并通过差分对所述机体气压数据进行修正；
根据所述地面气压数据及修正后的机体气压数据确定所述无人机到地面的高度值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线通信接收机为超宽带UWB接收机，所述无线通信发射机为UWB发射机；
所述基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离，以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息，包括：
建立所述无人机在地面的投影点；
根据所述无人机与每个所述UWB发射机的距离以及所述高度值，计算所述投影点到每个所述UWB发射机的距离；
根据所述投影点到每个所述UWB发射机的距离确定所述投影点的位置坐标；
基于所述投影点的位置坐标及所述高度值确定所述无人机的空间位置信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过卫星导航信号获取所述无人机的地理位置；
判断所述空间位置信息与所述地理位置是否匹配；
当不匹配时，发送提示信息，所述提示信息用于提示所述无人机的卫星导航出现异常情况。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述空间位置信息检测所述无人机是否到达指定空间位置；
当到达所述指定空间位置时，控制所述无人机悬停，并接收其他设备发送的控制指令；
解析所述控制指令，并根据解析结果执行操作。
6.一种定位***，其特征在于，包括无人机及多个无线通信发射机，所述无人机上设置有无线通信接收机；
所述无人机，包括：
无线通信接收机，用于分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号；
处理器，用于根据所述无线信号确定所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离；
所述处理器，还用于获取所述无人机到地面的高度值，并基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息；
所述无线通信发射机，用于向所述无线通信接收机发送无线信号。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述***还包括地面气压计，所述无人机通过系缆与所述地面气压计连接；
所述地面气压计，用于检测地面气压数据，并通过所述系缆将所述地面气压数据发送至所述无人机；
所述无人机还包括机体气压计，用于检测所述无人机的机体气压数据；
所述处理器，还用于获取所述机体气压数据，并通过差分对所述机体气压数据进行修正；
所述处理器，还用于获取所述地面气压数据，并根据所述地面气压数据及修正后的机体气压数据确定所述无人机到地面的高度值。
8.一种定位装置，其特征在于，应用于无人机，所述无人机上设置有无线通信接收机，所述装置包括：
接收模块，用于通过所述无线通信接收机分别接收多个无线通信发射机发送的无线信号；
距离确定模块，用于根据所述无线信号确定所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离；
高度检测模块，用于检测所述无人机到地面的高度值；
定位模块，用于基于所述无人机与每个所述无线通信发射机的距离以及所述高度值，确定所述无人机的空间位置信息。
9.一种无人机，包括存储器及处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现如权利要求1至5任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一所述的方法。
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