[发明专利]飞行器单目视觉尺度估计方法和装置、飞行器导航系统及飞行器

权利要求书

1.一种飞行器单目视觉尺度估计方法，包括：

获取当前飞行高度估计值；

在所述飞行高度估计值小于预定高度的情况下，根据垂直向下探测的距离探测传感器的探测数据和惯性测量单元IMU的探测数据确定单目视觉尺度值，包括：

根据所述距离探测传感器的探测数据获取即时定位与地图构建SLAM算法的尺度估计值，作为第一尺度因子；

根据所述IMU的探测数据获取所述SLAM算法的尺度估计值，作为第二尺度因子；

基于尺度因子融合策略，根据所述第一尺度因子和所述第二尺度因子确定所述单目视觉尺度值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述尺度因子融合策略包括：

根据公式：

λ＝λ₁*θ₁+λ₂*θ₂

确定所述单目视觉尺度值λ，其中，λ₁为所述第一尺度因子，λ₂为所述第二尺度因子，θ₁为所述第一尺度因子的权重，θ₂为所述第二尺度因子的权重，θ₁与所述距离探测传感器的置信度与所述距离探测传感器和所述IMU的置信度之和的比值正相关，θ₁和θ₂为正数，且θ₁+θ₂＝1。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述距离探测传感器的探测数据和单目视觉探测数据获取第一尺度因子包括：

根据SLAM算法的输出频率获取所述距离探测传感器探测的高度变化情况；

根据所述距离探测传感器统计的高度变化情况，以及快速特征点提取和描述ORB-SLAM算法确定的高度变化情况，基于加权最小二乘法确定所述单目视觉尺度值，其中，距离当前时刻越近的数据权重越大。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述飞行器高度大于等于所述预定高度的情况下根据所述IMU的探测数据获取所述SLAM算法的尺度估计值，作为单目视觉尺度值。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述根据所述IMU的探测数据确定所述SLAM算法的尺度估计值包括：

按照SLAM算法的输出频率获取IMU位姿信息，确定在任意相邻两帧单目图像的采集时刻之间IMU统计的位姿变化情况；

根据IMU统计的位姿变化情况，以及快速特征点提取和描述ORB-SLAM算法确定的位姿变化情况，基于最小二乘法确定所述单目视觉尺度值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述距离探测传感器包括超声波传感器、激光雷达或毫米波雷达中的一种或多种。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，

所述当前飞行高度估计值为通过所述距离探测传感器获取。

8.一种飞行器单目视觉尺度估计装置，包括：

高度估计模块，被配置为获取当前飞行高度估计值；

尺度计算模块，被配置为在所述飞行高度估计值小于预定高度的情况下，根据垂直向下探测的距离探测传感器的探测数据和惯性测量单元IMU的探测数据确定单目视觉尺度值，包括：

第一尺度估计单元，被配置为根据所述距离探测传感器的探测数据获取即时定位与地图构建SLAM算法的尺度估计值，作为第一尺度因子；

第二尺度估计单元，被配置为根据所述IMU的探测数据获取所述SLAM算法的尺度估计值，作为第二尺度因子；

融合单元，被配置为基于尺度因子融合策略，根据所述第一尺度因子和所述第二尺度因子确定所述单目视觉尺度值。