CN115963851A - 一种无人机的定位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种无人机的定位方法及装置。该无人机的定位方法包括：监测无人机是否处于悬停状态，若监测到无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，若确定基于TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用TOF传感器采集到的传感数据，将除TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对无人机当前时刻的定位结果。可见本申请可提高无人机悬停状态下的定位精度，确保无人机的飞行安全。
Description
技术领域
本说明书涉及无人驾驶领域，尤其涉及一种无人机的定位方法及装置。
背景技术
随着物联网的发展，无人机对物联网技术的应用不断增加，无人机已经广泛应用到气象监测、快递运送、遥感航拍、环境保护等领域，为了更好的控制无人机的飞行高度，需要惯性测量单元、气压计、视觉里程计等传感器提供飞行数据，而飞行时间(Time ofFlight，TOF)传感器由于其测量精度高，稳定性强，测量距离远等特点，被广泛应用于无人机技术。
但是在无人机飞行过程中，TOF传感器容易受到地形地貌的影响，导致高度测量值出现跳变。无人机卫星导航失效的飞行过程中，特别是悬停状态下，TOF传感器的跳变容易拉偏甚至破坏整个多源传感器的高度融合结果，引起高度通道的控制不稳定，甚至导致飞行事故。
所以，如何能够确保无人机在卫星导航失效的悬停状态下定位的精准度，避免飞行事故的发生，则是一个亟待解决的问题。
发明内容
本说明书提供一种无人机的定位方法及装置，以部分的解决现有技术存在的上述问题。
本说明书采用下述技术方案：
本说明书提供了一种无人机的定位方法及装置，所述方法应用于执行无人配送业务，包括：
监测无人机是否处于悬停状态；
若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，其中，若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机在上一时刻所处的高度，与基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度之间的差异超过设定差异，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变；
若确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用所述TOF传感器采集到的传感数据；
将除所述TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对所述无人机当前时刻的定位结果。
可选地，监测无人机是否处于悬停状态，具体包括：
根据确定出的所述无人机的飞行状态，和/或所述无人机获取到的飞行控制指令，监测所述无人机是否处于悬停状态，其中，所述飞行状态包括：空间位置状态、速度状态中的至少一种，所述飞行控制指令包括：速度指令、定点指令中的至少一种。
可选地，根据确定出的所述无人机的飞行状态，监测所述无人机是否处于悬停状态，具体包括：
若根据所述空间位置状态，确定所述无人机上一时刻在三维空间中所处的水平位置，与所述无人机当前时刻在三维空间中所处的水平位置之间的偏差小于预设偏差，确定所述无人机处于悬停状态；
和/或
若根据所述速度状态，确定所述无人机当前时刻的速度小于预设速度阈值，确定所述无人机处于悬停状态。
可选地，根据所述无人机的飞行控制指令，监测所述无人机是否处于悬停状态，具体包括：
若所述无人机接收到所述定点指令，确定所述无人机处于悬停状态；
和/或
若根据所述无人机接收到的所述速度指令，确定所述无人机停止移动，确定所述无人机处于悬停状态。
可选地，若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，具体包括：
确定通过所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度，与通过所述TOF传感器测量出的所述无人机上一时刻所处的高度之间的高度差异；
根据所述高度差异，确定所述无人机在单位时间内的差分速度，作为当前时刻对应的差分速度，即单位时间所述无人机高度的变化量；
根据所述当前时刻对应的差分速度，以及在所述当前时刻之前，且包含有上一时刻的连续若干时刻对应的差分速度，构建差分速度序列；
通过预设的滤波器，滤除差分速度序列中的噪声，得到滤波后的差分速度序列；
若在所述滤波后的差分速度序列中确定所述当前时刻对应的差分速度大于预设差分速度阈值，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变。
可选地，所述方法还包括：
若所述无人机处于非悬停状态，将所述TOF传感器采集到的传感数据与所述其他传感器采集到的传感数据进行解算，得到所述无人机当前时刻的定位结果。
可选地，所述方法还包括：
若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度未出现跳变，将所述TOF传感器采集到的传感数据与所述其他传感器采集到的传感数据进行解算，得到所述无人机当前时刻的定位结果。
本说明书提供了一种无人机的定位装置，所述装置应用于执行无人配送业务，包括：
监测模块，用于监测无人机是否处于悬停状态；
判断模块，用于若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，其中，若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机在上一时刻所处的高度，与基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度之间的差异超过设定差异，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变；
停止模块，用于若确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用所述TOF传感器采集到的传感数据；
定位模块，用于将除所述TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对所述无人机当前时刻的定位结果。
本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述无人机的定位方法。
本说明书提供了一种无人机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述无人机的定位方法。
本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
在本说明书提供无人机定位方法中，实时对无人机是否处于悬停状态进行监测，若监测到无人机处于悬停状态，判断基于TOF传感器测量出的无人机在当前时刻所处的高度是否出现跳变，若确定基于TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用TOF传感器采集到的传感数据，将除TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对无人机当前时刻的定位结果。
从上述方法中可以看出，无人机处于悬停状态下时，一旦确定出基于TOF传感器所测量出的无人机当前时刻所处的高度出现跳变，则可停止使用TOF传感器所采集到的传感数据，降低了在产生跳变时TOF传感器对最终解算得到的无人机的高度的不利影响，提高了无人机定位的准确性，以及保证了无人机的飞行安全。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
图1为本说明书中提供的一种无人机的定位方法流程示意图；
图2为本说明书提供的一种多源传感数据解算的示意图；
图3为本说明书提供的一种无人机的定位装置示意图；
图4为本说明书提供的一种对应于图1的无人机的示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。
以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
图1为本说明书中提供的一种无人机的定位方法的流程示意图，包括以下步骤：
S101：监测无人机是否处于悬停状态。
在无人机执行诸如气象监测、快递运送、遥感航拍、环境保护等业务中，无人机通常需要基于卫星导航(如：全球定位***(Global Positioning System，GPS)、北斗卫星导航***等)进行定位。例如，在无人机执行快递配送业务过程中，无人机从取货点出发，根据卫星导航按照预设的飞行路线和飞行高度到达指定的配送地点。
然而在无人机执行任务的过程中，很难保证卫星导航不发生故障。一旦卫星导航发生故障，为了保证无人机的飞行安全，无人机通常需要处于悬停状态。在无人机处于悬停状态时，也需要通过无人机上设置的其他传感器来进行定位，以保证无人机在悬停过程中的飞行安全。
其中，无人机在使用飞行时间(Time of Flight，TOF)传感器进行定位时，如果TOF传感器受到周围环境中建筑、水面、玻璃等影响时，基于TOF传感器测量出的无人机所处的高度会出现跳变，从而导致由TOF传感器采集到的传感数据与其他传感器采集到的传感数据进行解算所得出的无人机的定位结果也发生跳变，进而出现无人机突然拉升或者降低的情况，容易发生飞行事故。
基于此，本说明书提供了一种无人机的定位方法，以解决无人机在卫星导航失效时，如何保证无人机确定出的定位结果的准确性。其中，监测无人机是否处于悬停状态所采用的方式可以有多种。例如：无人机可以根据确定出的无人机的飞行状态，来判断无人机是否处于悬停状态。在本说明书中，无人机的飞行状态可以包括空间位置状态和速度状态，其中，空间位置状态用于表征无人机在三维空间中的粗略位置，而速度状态用于表征无人机在三维空间飞行时的速度。
无人机可以根据空间位置状态，判断无人机是否处于悬停状态，其中，若根据该空间位置状态，确定无人机上一时刻在三维空间中所处的水平位置，与无人机当前时刻在三维空间中所处的水平位置，若无人机当前时刻在三维空间中所处的水平位置与无人机上一时刻在三维空间中所处的水平位置之间的偏差小于预设偏差，则可以确定出无人机处于悬停状态。若是在三维空间中构建坐标系，则预设偏差可以是无人机在三维空间的坐标系中X轴和Y轴方向的偏差。
由于无人机在悬停状态下会受诸如气流、温度、湿度等影响而产生晃动，所以预设偏差大小可以设置为趋近于0的数值，具体可以根据实际需求而进行设定，举例而言：该预设偏差的数值可以为1cm、2cm、3cm等等，本说明书不做具体限定。
无人机也可以根据速度状态，判断无人机是否处于悬停状态。具体的，若根据该速度状态，确定出无人机当前时刻的速度小于预设速度阈值，则无人机处于悬停状态。其中，预设速度阈值可以根据实际需求而进行设定，本申请不做具体限定。
当然，无人机可以结合空间位置状态和速度状态，来判断无人机是否处于悬停状态。具体的，确定无人机上一时刻在三维空间中所处的水平位置，与无人机当前时刻在三维空间中所处的水平位置，若无人机当前时刻在三维空间中所处的水平位置与无人机上一时刻在三维空间中所处的水平位置之间的偏差小于预设偏差，并且无人机当前时刻的速度小于预设速度预值，则可以确定出无人机处于悬停状态。
在本说明书中，无人机也可以根据接收到的飞行控制指令，判断无人机是否处于悬停状态。飞行控制指令可以包括定点指令和速度指令，其中，定点指令表征的是无人机接收到的进行悬停的指令，速度指令表征的是无人机接收到停止移动的指令。
无人机可以根据无人机收到的定点指令，判断无人机是否处于悬停状态，其中，若无人机接收到进行悬停的定点指令，则可以确定无人机处于悬停状态。无人机也可以根据接收到的速度指令，判断无人机是否处于悬停状态，其中，若无人机接收到停止移动的速度指令，则无人机处于悬停状态。
当然，无人机也可以结合定点指令和速度指令，判断无人机是否处于悬停状态。具体的，若无人机同时接收到进行悬停的定点指令，以及停止移动的速度指令，则可以确定出无人机处于悬停状态。
另外，在本说明书中，无人机也可以通过获取到的飞行控制指令，以及确定出的无人机的飞行状态，来判断无人机是否处于悬停状态。例如，若是无人机根据上述速度状态，确定出无人机当前时刻的速度小于预设速度阈值，并且接收到进行悬停的定点指令，则可以确定无人机处于悬停状态。
若是无人机中默认设置为卫星导航一旦失效后，自动进行悬停，则无人机也可以通过确定卫星导航的状态，来判断无人机是否处于悬停状态。例如，若确定无法接收卫星导航的通信信号，或是确定出接收到的卫星导航的通信信号的信号质量小于预设信号质量，确定无人机处于悬停状态。
本说明书提供的无人机的定位方法可以用于无人机在卫星导航失效的悬停状态下的定位，该无人机具体可应用于通过无人机进行配送的领域，如，使用无人机进行快递、物流、外卖等配送的业务场景。
S102：若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，其中，若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机在上一时刻所处的高度，与基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度之间的差异超过设定差异，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变。
在无人机卫星导航失效的悬停状态下，TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处高度是否发生跳变，是影响无人机定位准确性的主要因素，而差分速度，即通过当前时刻TOF传感器测量高度与上一时刻TOF传感器测量高度差分而得到的速度，能够反映出单位时间内TOF传感器测量出的无人机高度的变化量，通过对比预设差分速度，确定当前时刻TOF传感器测量出的无人机高度变化是否超过阈值，进而判断TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处高度是否发生跳变。
基于此，无人机需要确定通过TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度，与通过TOF传感器测量出的无人机上一时刻所处的高度，而后，无人机可以根据TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度与通过TOF传感器测量出的无人机上一时刻所处的高度之间的高度差异，计算无人机在单位时间内的差分速度，作为当前时刻对应的差分速度，具体可以参考如下公式：
Vk＝(Hk-Hk-t)/Δt
其中，Vk为无人机在当前时刻k的差分速度，Hk为通过TOF传感器在当前时刻k测量的无人机所处高度，Hk-t为通过TOF传感器在上一时刻k-t测量的无人机所处高度，Δt为两次测量的间隔时间。
由于TOF传感器在测量过程中会受到内部器件和外部干扰(如电磁干扰和热干扰)的影响产生噪声，部分噪声会影响正常情况下TOF传感器的测量结果，导致计算出的差分速度不准确，使TOF传感器测量出的无人机所处高度被误认为发生跳变。
基于此，无人机需要根据当前时刻对应的差分速度，以及在当前时刻之前，且包含有上一时刻的连续若干时刻对应的差分速度，得到差分速度序列。例如，若当前时刻为k，且，差分速度序列的时间长度为5个时刻，则差分速度序列对应的时刻有k、k-t、k-2t、k-3t、k-4t。
该差分速度序列反映的是无人机在上述若干时刻的速度的变化情况，其中，各个时刻之间的时间间隔均为Δt。然后，无人机通过预设的滤波器，滤除受到TOF传感器噪声影响计算得到的差分速度，保留未受TOF传感器噪声影响计算的差分速度。若当前时刻的差分速度受到传感器噪声影响被滤除，则继续采集下一时刻的差分速度，以此跳过当前时刻，去判断下一时刻通过TOF传感器测量出的无人机在下一时刻的高度是否出现跳变。当然，若是滤波后的差分速度序列中依旧包含有当前时刻对应的差分速度，则说明当前时刻对应的差分速度未受到噪声的影响，或是受到噪声的影响不大，则可在后续过程中，通过得到滤波后的差分速度序列，判断通过TOF传感器测量出的无人机在当前时刻所处的高度是否出现跳变。其中，所述滤波器可以包括但不局限于二阶低通滤波器。
若在滤波后的差分速度序列中确定当前时刻对应的差分速度大于预设差分速度阈值，则基于TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度出现跳变，否则，确定基于TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度未出现跳变，其中，预设速度阈值可以根据实际需求而进行设定，本申请不做具体限定。
当然，无人机也可以根据当前时刻通过TOF传感器测量的无人机对地高度，与上一时刻通过TOF传感器测量的无人机对地高度之间的高度差来判断基于TOF传感器测量出的无人机在当前时刻所处的高度是否出现跳变。具体的，若通过滤波后得到的当前时刻通过TOF传感器测量的无人机对地高度，与上一时刻通过TOF传感器测量的无人机对地高度之间的高度差大于预设高度差，则基于TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度出现跳变，否则，确定基于TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度未出现跳变。其中，预设高度差可以根据实际需求而进行设定，本申请不做具体限定。
S103：若确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用所述TOF传感器采集到的传感数据。
若无人机确定基于TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度出现跳变，说明TOF传感器由于受到周围环境的影响，产生错误的测量数据。若无人机使用此刻TOF传感器采集到的数据，会导致由TOF传感器采集到的传感数据与其他传感器采集到的传感数据进行解算所得出的无人机的定位结果也发生跳变，进而出现无人机突然拉升或者降低的情况。为避免上述情况的发生，无人机可以在这种情况下停止使用此刻TOF传感器采集到的传感数据。
S104：将除所述TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对所述无人机当前时刻的定位结果。
在无人机飞行过程中，无人机对高度进行定位时不仅需要TOF传感器，还需要与其他传感器(加速度计，气压计，视觉里程计等)采集到的传感数据相互配合，对无人机的对地高度进行解算，以确保定位精度。但是，在本说明书中，一旦无人机监测到TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度出现跳变，则可停止使用此刻TOF传感器采集到的数据，并将除TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到无人机当前时刻的定位结果，如图2所示。
图2为本说明书提供的一种多源传感数据解算的示意图。
在无人机在正常飞行过程中，卫星导航对无人机的定位起到主导作用，即便在短时间内TOF传感器测量出的无人机所处的高度出现跳变，也不会对无人机的定位造成影响。而无人机在卫星导航失效的悬停状态下，失去卫星导航的无人机主要依赖TOF传感器进行定位，一旦TOF传感器测量出的无人机所处高度出现跳变，会使无人机的定位结果出现偏差，容易引发飞行事故。
因此，无人机因卫星导航失效而处于悬停状态的情况时，若无人机监测到TOF传感器测量出的无人机所处高度出现跳变，需要停止使用TOF传感器采集到的传感数据，以防止TOF传感器采集到的错误数据影响最终解算得到的无人机定位结果，而无人机在非悬停状态下，则说明卫星导航处于正常运行状态，所以，即便无人机监测到TOF传感器测量出的无人机所处高度出现跳变，也不需要停止使用TOF传感器采集到的传感数据。
从上述方法可以看出，无人机在监测到自身处于悬停状态时，可以进一步地，判断通过TOF传感器测量出的无人机当前时刻所处的高度是否处于跳变，若是，则可以将当前时刻通过TOF传感器采集到的传感数据进行隔离，并通过其他传感器在当前时刻采集到的传感数据解算出无人机当前所处的位置，保证了无人机定位的准确性。
进一步地，无人机中设有滤波器，通过该滤波器可以滤除差分速度序列中受传感器噪声影响得到的差分速度，保留未受传感器噪声影响得到的差分速度，避免了TOF传感器测量的无人机对地高度被误认为发生跳变，从而进一步地保证了无人机定位的准确性，有效地保证了无人机的飞行安全。
还需说明的是，为了进一步提高无人机定位的准确性，当无人机监测到TOF传感器测量出的无人机在k时刻对地高度出现跳变时，使用其他传感器采集到的传感数据，解算出无人机k时刻所处的位置，而后，无人机在k+1时刻时，确定出通过TOF传感器测量出的无人机在k+1时刻对地高度未出现跳变，使用无人机在k+1时刻时通过TOF传感器以及其他传感器采集到的传感数据，解算出无人机在k+1时刻所处的位置，并使用这一定位结果，对无人机在k时刻通过TOF传感器采集到的传感数据进行校正。
在得到经过校正后的k时刻TOF传感器采集到的传感数据后，可以将其与k时刻其他传感器采集到的传感数据一起解算，重新确定出无人机在k时刻所处的位置，并根据重新确定出的无人机在k时刻所处的位置，以及无人机在k+1时刻通过TOF传感器以及其他传感器采集到的传感数据，重新解算出无人机在k+1时刻所处的位置，以进一步提高无人机的定位准确性。
以上为本说明书的一个或多个实施例提供的无人机的定位方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的无人机的定位装置，如图3所示。
图3为本说明书提供的一种无人机的定位装置的示意图，包括
监测模块301，用于监测无人机是否处于悬停状态；
判断模块302，用于若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，其中，若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机在上一时刻所处的高度，与基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度之间的差异超过设定差异，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变；
停止模块303，用于若确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用所述TOF传感器采集到的传感数据；
定位模块304，用于将除所述TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对所述无人机当前时刻的定位结果。
可选地，所述监测模块301具体用于，根据确定出的所述无人机的飞行状态，和/或所述无人机获取到的飞行控制指令，监测所述无人机是否处于悬停状态，其中，所述飞行状态包括：空间位置状态、速度状态中的至少一种，所述飞行控制指令包括：速度指令、定点指令中的至少一种。
可选地，所述监测模块301具体用于，若根据所述空间位置状态，确定所述无人机上一时刻在三维空间中所处的水平位置，与所述无人机当前时刻在三维空间中所处的水平位置之间的偏差小于预设偏差，确定所述无人机处于悬停状态；和/或若根据所述速度状态，确定所述无人机当前时刻的速度小于预设速度阈值，确定所述无人机处于悬停状态。
可选地，所述监测模块301具体用于，若所述无人机接收到所述定点指令，确定所述无人机处于悬停状态；和/或若根据所述无人机接收到的所述速度指令，确定所述无人机停止移动，确定所述无人机处于悬停状态。
可选地，所述判断模块302具体用于，确定通过所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度，与通过所述TOF传感器测量出的所述无人机上一时刻所处的高度之间的高度差异；根据所述高度差异，确定所述无人机在单位时间内的差分速度，作为当前时刻对应的差分速度；根据所述当前时刻对应的差分速度，以及在所述当前时刻之前，且包含有上一时刻的连续若干时刻对应的差分速度，构建差分速度序列；通过预设的滤波器，滤除差分速度序列中的噪声，得到滤波后的差分速度序列；若在所述滤波后的差分速度序列中确定所述当前时刻对应的差分速度大于预设差分速度阈值，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变。
可选地，所述定位模块304还用于，若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度未出现跳变，将所述TOF传感器采集到的传感数据与所述其他传感器采集到的传感数据进行解算，得到所述无人机当前时刻的定位结果。
可选地，所述定位模块304还用于，若所述无人机处于非悬停状态，将所述TOF传感器采集到的传感数据与所述其他传感器采集到的传感数据进行解算，得到所述无人机当前时刻的定位结果。
本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述图1提供的一种无人机的定位方法。
本说明书还提供了图4所示的一种对应于图1的无人机的示意结构图。如图4所述，在硬件层面，该无人机包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1所述的无人机的定位方法。当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字***“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的***、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、传感器电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种无人机的定位方法，其特征在于，所述方法应用于无人配送领域，包括：
监测无人机是否处于悬停状态；
若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，其中，若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机在上一时刻所处的高度，与基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度之间的差异超过设定差异，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变；
若确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用所述TOF传感器采集到的传感数据；
将除所述TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对所述无人机当前时刻的定位结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，监测无人机是否处于悬停状态，具体包括：
根据确定出的所述无人机的飞行状态，和/或所述无人机获取到的飞行控制指令，监测所述无人机是否处于悬停状态，其中，所述飞行状态包括：空间位置状态、速度状态中的至少一种，所述飞行控制指令包括：速度指令、定点指令中的至少一种。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据确定出的所述无人机的飞行状态，监测所述无人机是否处于悬停状态，具体包括：
若根据所述空间位置状态，确定所述无人机上一时刻在三维空间中所处的水平位置，与所述无人机当前时刻在三维空间中所处的水平位置之间的偏差小于预设偏差，确定所述无人机处于悬停状态；
和/或
若根据所述速度状态，确定所述无人机当前时刻的速度小于预设速度阈值，确定所述无人机处于悬停状态。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述无人机的飞行控制指令，监测所述无人机是否处于悬停状态，具体包括：
若所述无人机接收到所述定点指令，确定所述无人机处于悬停状态；
和/或
若根据所述无人机接收到的所述速度指令，确定所述无人机停止移动，确定所述无人机处于悬停状态。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，具体包括：
确定通过所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度，与通过所述TOF传感器测量出的所述无人机上一时刻所处的高度之间的高度差异；
根据所述高度差异，确定所述无人机在单位时间内的差分速度，作为当前时刻对应的差分速度；
根据所述当前时刻对应的差分速度，以及在所述当前时刻之前，且包含有上一时刻的连续若干时刻对应的差分速度，构建差分速度序列；
通过预设的滤波器，滤除差分速度序列中的噪声，得到滤波后的差分速度序列；
若在所述滤波后的差分速度序列中确定所述当前时刻对应的差分速度大于预设差分速度阈值，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述无人机处于非悬停状态，将所述TOF传感器采集到的传感数据与所述其他传感器采集到的传感数据进行解算，得到所述无人机当前时刻的定位结果。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度未出现跳变，将所述TOF传感器采集到的传感数据与所述其他传感器采集到的传感数据进行解算，得到所述无人机当前时刻的定位结果。
8.一种无人机的定位装置，其特征在于，所述装置应用于无人配送领域，包括：
监测模块，用于监测无人机是否处于悬停状态；
判断模块，用于若监测到所述无人机处于悬停状态，判断基于飞行时间TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度是否出现跳变，其中，若基于所述TOF传感器测量出的所述无人机在上一时刻所处的高度，与基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度之间的差异超过设定差异，确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变；
停止模块，用于若确定基于所述TOF传感器测量出的所述无人机当前时刻所处的高度出现跳变，停止使用所述TOF传感器采集到的传感数据；
定位模块，用于将除所述TOF传感器外的其他传感器所采集到的传感数据进行解算，得到针对所述无人机当前时刻的定位结果。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
10.一种无人机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
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