[发明专利]一种在卫星导航信号失效时的无人机导航方法及导航装置

权利要求书

1.一种在卫星导航信号失效时的无人机导航方法，其特征在于，所述方法包括：

持续接收卫星导航信号，惯性测量单元IMU数据，以及视觉导航定位信息；所述视觉导航定位信息中至少包括：环境特征信息和点云信息；所述环境特征信息中记录有：摄像设备拍摄的视频关键帧中的多个特征点；所述点云信息中记录有：摄像设备不同的角度和距离信息；所述点云信息基于所述多个特征点计算得到，或者，通过主动成像设备采集得到；

判断当前时刻的卫星导航信号接收状态是否为有效状态；

当当前时刻的卫星导航信号接收状态为有效状态时，通过第一导航模式进行导航；所述第一导航模式为卫星导航信号与IMU数据组合导航模式；

当当前时刻的卫星导航信号接收状态为无效状态时，通过第二导航模式进行导航；所述第二导航模式为：基于视觉导航定位信息进行定位的视觉导航模式；所述无效状态包括：卫星导航信号丢失或卫星导航信号受到干扰。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过第二导航模式进行导航的步骤，包括：

基于所述视觉导航定位信息中的所述环境特征信息和点云信息，确定摄像设备在当前时刻的速度、姿态以及位置；

根据所述摄像设备在当前时刻的速度、姿态以及位置，以及所述摄像设备的安装参数，确定所述无人机在当前时刻的速度、姿态以及位置；所述摄像设备的安装参数包括以下至少一项：摄像设备相对于无人机质心的安装姿态角度，摄像设备相对于无人机质心的安装距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过第二导航模式进行导航之后，所述方法还包括：

以预设时间周期，周期性判断当前时刻的卫星导航信号接收状态是否为有效状态；

当当前时刻的卫星导航信号接收状态为有效状态时，将所述第二导航模式切换为所述第一导航模式。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过第二导航模式进行导航之后，所述方法还包括：

确定无人机的剩余油量或者剩余电量；

根据所述无人机的剩余油量或者剩余电量，计算所述无人机在所述第二导航模式下的续航时间；

向用户端设备发送所述续航时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向用户发送所述续航时间之后，所述方法还包括：

接收用户端设备发送的飞回命令，执行飞回预设飞行路径动作；

在飞回预设飞行路径后，对当前环境特征信息与预先生成的环境特征字典库中的环境特征信息进行匹配；

根据匹配结果校正在所述第二导航模式下产生的累计误差。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视觉导航定位信息中还包括高程信息，所述方法包括：

获取机载高度信息，所述机载高度信息通过无人机的机载气压计生成；

将所述机载高度信息与所述高程信息进行加权融合计算，得到目标高度信息。

7.一种在卫星导航信号失效时的无人机导航装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于持续接收卫星导航信号，惯性测量单元IMU数据，以及视觉导航定位信息；所述视觉导航定位信息中至少包括：环境特征信息和点云信息；所述环境特征信息中记录有：摄像设备拍摄的视频关键帧中的多个特征点；所述点云信息中记录有：摄像设备不同的角度和距离信息；所述点云信息基于所述多个特征点计算得到，或者，通过主动成像设备采集得到；

第一判断模块，用于判断当前时刻的卫星导航信号接收状态是否为有效状态；

第一导航模块，用于当当前时刻的卫星导航信号接收状态为有效状态时，通过第一导航模式进行导航；所述第一导航模式为卫星导航信号与IMU数据组合导航模式；

第二导航模块，用于当当前时刻的卫星导航信号接收状态为无效状态时，通过第二导航模式进行导航；所述第二导航模式为：基于视觉导航定位信息进行定位的视觉导航模式；所述无效状态包括：卫星导航信号丢失或卫星导航信号受到干扰。