[发明专利]飞行器飞行误差矫正装置、矫正方法及无人飞行器

权利要求书

1.一种飞行器飞行误差矫正装置，其特征在于，其应用于GPS信号无法接收的环境中，包括：

光流传感模块，设于飞行器上，能够检测飞行器高度和连续拍摄地面图像，通过预设连续拍摄的间隔时间T，该间隔时间T的设置值满足采样精度的要求，并进行数据处理得到飞行器速率信号；

惯性导航模块，设于飞行器上，用于对飞行器进行惯性导航；

飞行控制器，设于飞行器上，连接所述光流传感模块和惯性导航模块，接收二者传输的信号数据并进行数据处理，使用所述飞行器速率信号对惯性导航进行飞行误差矫正。

2.根据权利要求1所述的飞行器飞行误差矫正装置，其特征在于，所述光流传感模块包括：

摄像装置，用于连续拍摄地面图像；

高度检测器，用于检测飞行器高度；

光流模块处理器，连接所述摄像装置和高度检测器，接收二者的信号并进行数据处理，所述光流模块处理器连接于所述飞行控制器，并向所述飞行控制器传输数据。

3.根据权利要求2所述的飞行器飞行误差矫正装置，其特征在于，所述摄像装置为照相机，具有相机镜片和感光元件；

所述高度检测器为超声波测距仪，用于测量所述相机镜片到地面的高度，即飞行器高度。

4.一种基于权利要求1所述矫正装置的飞行器飞行误差矫正方法，其应用于GPS信号无法接收的环境中，其特征在于，包括：

S1，通过所述光流传感模块获取飞行器高度H和连续拍摄的地面图像，通过预设连续拍摄的间隔时间T，该间隔时间T的设置值满足采样精度的要求，并在光流传感模块进行数据处理得到飞行器速率V信号；

S2，通过所述惯性导航模块对飞行器进行惯性导航并产生相应的惯性导航数据；

S3，所述飞行控制器接收所述光流传感模块传送的飞行器速率信号以及所述惯性导航模块传送的惯性导航数据，并进行数据处理，通过飞行器速率信号对惯性导航进行飞行误差矫正。

5.根据权利要求4所述的飞行器飞行误差矫正方法，其特征在于，所述光流传感模块包括摄像装置、高度检测器和光流模块处理器，所述摄像装置具有相机镜片和感光元件，所述相机镜片和感光元件的间距为焦距F，所述步骤S1 包括：

预设所述摄像装置的焦距F；

通过所述高度检测器检测得到所述相机镜片到地面的高度H，即飞行器高度；

通过所述摄像装置连续拍摄地面图像；

通过所述光流模块处理器进行数据处理得到飞行器速率V信号。

6.根据权利要求5所述的飞行器飞行误差矫正方法，其特征在于，通过所述摄像装置连续拍摄地面图像的步骤包括预设连续拍摄的间隔时间T，该间隔时间T的设置值满足采样精度要求。

7.根据权利要求6所述的飞行器飞行误差矫正方法，其特征在于，通过所述光流模块处理器进行数据处理包括：

所述光流模块处理器接收所述高度检测器检测获得的高度H数值；

所述光流模块处理器获取焦距F及间隔时间T数值；

所述光流模块处理器接收所述摄像装置连续拍摄的图像数据，进行图像数据处理，得出间隔时间T的相邻两幅图像中相同物体的像素移动距离S；

通过S/F=X/H运算得出X数值，其中X为飞行器位移；

通过V=X/T运算得出间隔时间T内飞行速率V的数值。

8.根据权利要求7所述的飞行器飞行误差矫正方法，其特征在于，向所述飞行控制器传输的速率信号为一段时间t内速率信号的平均值，t=n*T，速率信号的平均值为(V1+V2+…+Vn)/n，n可选择为任意自然数。

9.根据权利要求4至8任一项所述的飞行器飞行误差矫正方法，其特征在于，在所述光流传感模块进行数据处理得到飞行器速率信号和飞行器位移信号，所述飞行控制器同时接收所述飞行器速率信号和飞行器位移信号，通过该两种信号同时对惯性导航的飞行误差进行矫正。

10.一种无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器设置有权利要求1至3任一项所述的飞行器飞行误差矫正装置。