[发明专利]一种空地协同作业系统及其定位方法

权利要求书

1.一种空地协同作业系统，其特征在于，包括：

无人车(1)，通过在地面上的移动构建目标场景的三维地图，并实时定位自身在所述三维地图的地图坐标系下的位姿；

无人机(2)，用于对作业目标(5)进行作业；

数据采集器(3)，用于获取所述无人机(2)与所述无人车(1)的第一相对位姿以及所述作业目标(5)与所述无人车(1)的第二相对位姿；

数据处理器(4)，与所述无人车(1)、所述无人机(2)以及所述数据采集器(3)均相连，用于根据所述无人车(1)在所述地图坐标系下的位姿、所述第一相对位姿以及所述第二相对位姿，得到所述无人机(2)与所述作业目标(5)的第三相对位姿，并将所述第三相对位姿发送至所述无人机(2)，以使所述无人机(2)根据所述第三相对位姿调整位姿至预设作业范围内。

2.根据权利要求1所述的空地协同作业系统，其特征在于，所述数据采集器(3)包括：

第一相对位姿获取模块，用于获取所述第一相对位姿；

第二相对位姿获取模块，用于获取所述第二相对位姿。

3.根据权利要求2所述的空地协同作业系统，其特征在于，所述第一相对位姿获取模块包括视觉特征标识(11)和定位传感器，所述定位传感器用于检测所述视觉特征标识(11)以获得所述第一相对位姿，所述定位传感器与数据处理器(4)相连；

所述视觉特征标识(11)设置在所述无人车(1)和所述无人机(2)中的一者上；所述定位传感器设置在所述无人车(1)和所述无人机(2)中的另一者上。

4.根据权利要求3所述的空地协同作业系统，其特征在于，所述第二相对位姿获取模块包括：

设于所述无人机(2)的作业传感器，用于当所述作业目标(5)在其视野范围内时获取所述作业目标(5)的图像；

图像处理器，与所述作业传感器相连，用于根据所述作业目标(5)的图像获取所述作业目标(5)在所述作业传感器的坐标系下的第四相对位姿，所述图像处理器与所述数据处理器(4)相连；

所述数据处理器(4)还用于根据所述第一相对位姿和所述第四相对位姿，得到所述第二相对位姿。

5.根据权利要求3或4所述的空地协同作业系统，其特征在于，所述无人车(1)设有用于获取所述目标场景的基础环境信息的激光雷达传感器(12)和用于测量所述无人车(1)的里程的里程计，所述激光雷达传感器(12)和所述里程计分别与所述无人车(1)的车载主控制器相连，以使所述车载主控制器根据所述基础环境信息和所述里程对所述目标场景构建所述三维地图，并获得所述无人车(1)在所述地图坐标系下的位姿。

6.根据权利要求5所述的空地协同作业系统，其特征在于，所述无人机(2)设有用于获取所述激光雷达传感器(12)视野盲区内的补充环境信息的建图传感器，所述建图传感器与所述车载主控制器相连，以使所述车载主控制器根据所述基础环境信息、所述里程和所述补充环境信息对所述目标场景构建所述三维地图。

7.根据权利要求6所述的空地协同作业系统，其特征在于，所述定位传感器和所述建图传感器为同一个视觉传感器。

8.一种空地协同作业系统的定位方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的空地协同作业系统，包括：

利用无人车(1)构建目标场景的三维地图并获取所述无人车(1)自身在所述三维地图的地图坐标系下的位姿；

利用数据采集器(3)获取所述无人车(1)与无人机(2)的第一相对位姿，并利用所述数据采集器(3)获取作业目标(5)与所述无人车(1)的第二相对位姿；

利用数据处理器(4)根据所述无人车(1)在所述地图坐标系下的位姿、所述第一相对位姿以及所述第二相对位姿，得到所述无人机(2)与所述作业目标(5)的第三相对位姿，并将所述第三相对位姿发送至所述无人机(2)，以使所述无人机(2)根据所述第三相对位姿调整位姿至预设作业范围内。