[发明专利]一种无人机的飞行高度的确定装置、方法及系统

权利要求书

1.一种无人机的飞行高度的确定方法，其特征在于，所述确定方法应用于一种无人机的飞行高度的确定装置，所述确定装置包括：无人机、三轴自稳云台、载波相位差分卫星定位系统、航姿参考系统、图形处理计算机以及供电系统；所述无人机底部的相机搭载在所述三轴自稳云台上，所述三轴自稳云台用于维持所述相机的光轴；所述载波相位差分卫星定位系统、图形处理计算机以及供电系统均设置在所述无人机的顶部；所述图形处理计算机分别与所述载波相位差分卫星定位系统、供电系统以及所述相机连接；所述航姿参考系统设置在所述三轴自稳云台的底部，所述航姿参考系统与所述图形处理计算机连接；所述图形处理计算机用于根据所述载波相位差分卫星定位系统采集的位置信息和所述航姿参考系统采集的姿态信息以及所述相机获取的地面正射影图像确定所述无人机距离农田地表作物冠层的相对高度，并根据所述相对高度确定所述无人机的飞行高度；所述相机为高分辨率可见光相机；所述确定方法包括：

在农业作业区域中获取多张地面正射影图像以及获取多张地面正射影图像时刻的无人机的位置数据和姿态数据；

根据任意两张相邻的地面正射影图像中的像素点构建高斯差分金字塔；

根据所述高斯差分金字塔确定任意两张相邻的地面正射影图像中的特征点；

对所述两张相邻的地面正射影图像中的特征点进行匹配，确定匹配特征点对；

根据所述匹配特征点对确定所述匹配特征点对在空间中的位置；

根据所述无人机的位置数据和姿态数据确定无人机在空间中的位置；

根据所述无人机在空间中的位置和所述匹配特征点对在空间中的位置确定所述无人机距离农田地表作物冠层的相对高度；

根据所述相对高度确定所述无人机的飞行高度。

2.根据权利要求1所述的一种无人机的飞行高度的确定方法，其特征在于，所述根据任意两张相邻的地面正射影图像中的像素点构建高斯差分金字塔，之前还包括：

利用公式x_corrected＝x(1+k₁r²+k₂r⁴+k₃r⁶)、y_corrected＝y(1+k₁r²+k₂r⁴+k₃r⁶)、x_corrected＝x+[2p₁xy+p₂(r²+2x²)]和y_corrected＝y+[p₁(r²+2y₂)+2p₂xy]对所述地面正射影图像中的像素点进行校准；其中，k₁、k₂以及k₃为径向畸变因子，p₁和p₂为切向畸变因子，x与y为像素点坐标，x_corrected和y_corrected为校准后的像素点的坐标，r为像素点距离图像中心点的距离。

3.根据权利要求1所述的一种无人机的飞行高度的确定方法，其特征在于，所述对所述两张相邻的地面正射影图像中的特征点进行匹配，确定匹配特征点对，具体包括：

根据所述地面正射影图像中的特征点构建每一特征点对应的特征描述向量；

根据每一特征点对应的特征描述向量确定一张地面正射影图像中的特征点与另一张地面正射影图像中的特征点之间的欧式距离；

将欧式距离小于距离阈值的特征点对作为匹配特征点对；所述匹配特征点对包括两个特征点；且位于不同的地面正射影图像中。