课程：

• 1、无人机怎样进行视觉定位
• 2、无人机怎样导航定位
• 3、美国无人机使用的定位技术包括哪些
• 4、无人机定位是怎么定位的？
• 5、无人机定位拍摄相对于地面是静止的还是运动的
• 6、实现机器人无人机自主定位需要采用哪些设备呢？

无人机怎样进行视觉定位

无人机的视觉定位系统主要用在室内，当GPS信号没有或者不够的时候视觉定位可以让无人机稳定的停留在低空中，所以是有一定的高度限制的。通常4米以下。视觉定位部位部件会通过无人机下方的某个区域的图像进行检测然后锁定，然后无人机可以在低空停留的水平面稳定地飞行停留在某低空中。高度固定则是靠声波定位，水平定位主要是通过视觉定位实现。

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。

无人侦察机可以深入阵地前沿和敌后一二百公里，甚至更远的距离。它依靠装在机上的可见光照相机、电影摄影机、标准或微光电视摄像机、红外扫描器和雷达等设备，完成各种侦察和监视任务。一般来说，一架无人机可携带一种或几种侦察设备，按预定的程序或地面指令进行工作，最后将所获得的信息和图像随时传送回地面，供有关部门使用；也可以将获得的所有信息记录下来，待无人机回收时一次取用。随着高新技术的发展和应用，无人机上的设备性能也在不断提高，同时还增加了一些新的装备，应用范围进一步扩大。

如装备全球定位系统（GPS）后，无人机可与侦察卫星和有人驾驶侦察机配合使用，形成高、中、低空，多层次、多方位的立体空中侦察监视网，使所获得的情报信息更加准确可靠。

无人机怎样导航定位

飞机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成，组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息，为飞机提供精确的方向基准和位置坐标，同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度，从而保证了无人飞机的自主飞行。

美国无人机使用的定位技术包括哪些

无人机导航定位技术：

1 惯性导航 惯性导航是以牛顿力学定律为基础，依靠安装在载体(飞机、舰船、火箭等)内部的加速度计测量载体在三个轴向运动加速度，经积分运算得出载体的瞬时速度和位 置，以及测量载体姿态的一种导航方式。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪。三自由度陀螺仪用 来测量飞行器的三个转动运动;三个加速度计用来测量飞行器的三个平移运动的加速度。

2 定位卫星导航 定位卫星导航是通过不断对目标物体进行定位从而实现导航功能的。目前，全球范围内有影响的卫星定位系统有美国的GPS，欧洲的伽利略，俄罗斯的格拉纳斯。这里主要介绍现阶段应用较为广泛的GPS全球定位系统导航。

3 多普勒导航 多普勒导航是飞行器常用的一种自主式导航，多普勒导航系统由磁罗盘或陀螺仪表、多普勒雷达和导航计算机组成。它的工作原理是多普勒效应，机上的多普勒导航雷 达不断向地面发射电磁波，因飞机与电磁波照射的地面之间存在相对运动，雷达接收到地面回波的频率与发射电磁波的频率ft相差一个多普勒频率fd。从而根据 公式(2)计算出无人机相对于地面的飞行速度(地速)，以及偏流角(即地速与无人机纵轴之间的夹角)。

4 地形辅助导航 地形辅助导航是指飞行器在飞行过程中，利用预先储存的飞行路线中某些地区的特征数据，与实际飞行过程中测量到的相关数据进行不断比较来实施导航修正的一种方法。

5 地磁导航 地磁场为矢量场，在地球近地空间内任意一点的地磁矢量都不同于其它地点的矢量，且与该地点的经纬度存在一一对应的关系。因此，理论上只要确定该点的地磁场矢量即可实现全球定位。

无人机定位是怎么定位的？

无人机飞行过程中的定位模式是通过GPS信号进行定位。室内模式是通过雷达波对室内场景进行定位

无人机定位拍摄相对于地面是静止的还是运动的

肯定是静止的

无人机因为是定位，相对于地面的位置没有变化，因此是静止的

这个道理和同步通讯卫星一个道理

实现机器人无人机自主定位需要采用哪些设备呢？

自主定位导航是机器人实现智能化的前提之一，是赋予机器人感知和行动能力的关键因素。如果说机器人不会自主定位导航，不能对周围环境进行分析、判断和选择，规划路径，那么，这个机器人离智能还有一大截的差距。那么，在现有SLAM技术中，机器人常用的定位导航技术有哪些呢？

视觉定位导航

视觉定位导航主要借助视觉传感器完成，机器人借助单目、双目摄像头、深度摄像机、视频信号数字化设备或基于DSP的快速信号处理器等其他外部设备获取图像，然后对周围的环境进行光学处理，将采集到的图像信息进行压缩，反馈到由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，然后由子系统将采集到的图像信息与机器人的实际位置联系起来，完成定位。

优点：

· 应用领域广泛，主要应用于无人机、手术器械、交通运输、农业生产等领域；

缺点：

· 图像处理量巨大，一般计算机无法完成运算，实时性较差；

· 受光线条件限制较大，无法在黑暗环境中工作；

超声波定位导航

超声波定位导航的工作原理是由超声波传感器发射探头发射出超声波,超声波在介质中遇到障碍物而返回接收装置。通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度，计算出传播距离S，就能得到障碍物到机器人的距离，即有公式：S=Tv/2 式中，T—超声波发射和接收的时间差；v—超声波在介质中传播的波速。

优点：

· 成本低廉；

· 可以识别红外传感器识别不了的物体，比如玻璃、镜子、黑体等障碍物；

缺点：

· 容易受天气、周围环境（镜面反射或者有限的波束角)等以及障碍物阴影，表 面粗糙等外界环境的影响；

· 由于超声波在空气中的传播距离比较短，所以适用范围较小，测距距离较短。

· 采集速度慢，导航精度差；

红外线定位导航

红外线定位导航的原理是红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。

优点：

· 远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；

· 有同步输入端，可多个传感器同步测量；

· 测量范围广，响应时间短；

缺点：

· 检测的最小距离太大；

· 红外线测距仪受环境的干扰较大，对于近似黑体、透明的物体无法检测距离，只适合短距离传播；

· 有其他遮挡物的时候无法正常工作，需要每个房间、走廊安装接收天线，铺设导轨，造价比较高；

iBeacon定位导航

iBeacon是一项低耗能蓝牙技术，工作原理类似之前的蓝牙技术，由Beacon发射信号，蓝牙设备定位接受，反馈信号。当用户进入、退出或者在区域内徘徊时，Beacon的广播有能力进行传播，可计算用户和Beacon的距离（可通过RSSI计算）。通过三个iBeacon设备，即可对其进行定位。

优点：

· 定位精度比传统的GPS高，可从一米到几十米；

· 功耗小、时延低、成本低、传输距离远；

缺点：

· 受环境干扰大，信号射频不太稳定；

· 安装、开发和维护方面均存在需要克服的难点，使用时保证设备信号不被遮挡；

灯塔定位导航

灯塔定位导航技术在扫地机器人领域使用的比较多。导航盒发射出三个不同角度的信号，能够模拟GPS卫星三点定位技术，让其精准定位起始位置和目前自身所在坐标，导航盒如同灯塔，其作用为发射信号，引导机器人进行移动和工作。

优点：

· 引擎稳定性高，路径规划可自动设置

缺点：

· 灯塔定位没有地图，容易丢失导航；

· 需要充电桩或者其他辅助装备；

· 精度不高；

激光定位导航

激光定位导航的原理和超声、红外线的原理类似，主要是发射出一个激光信号，根据收到从物体反射回来的信号的时间差来计算这段距离，然后根据发射激光的角度来确定物体和发射器的角度，从而得出物体与发射器的相对位置。

优点：

· 是目前最稳定、最可靠、最高性能的定位导航方法；

· 连续使用寿命长，后期改造成本低；

缺点：

·工业领域的激光雷达成本比较昂贵；

在激光测距中，激光雷达凭借良好的指向性和高度聚焦性，使得激光雷达+SLAM技术相结合的激光SLAM成为主流定位导航方式。SLAMTEC—思岚科技的自主定位导航技术采用的就是激光+SLAM技术。

RPLIDAR A2采用三角测距原理，配合自主研发的SLAMWARE核心算法，让机器人实现自主定位导航与路径规划。主要应用于服务机器人导航与定位、需要长时间连续工作的服务机器人、工业领域、环境扫描与3D重建等领域。

RPLIDAR T1采用的是时间飞行法（TOF）中的脉冲测距法，以满足高速度和远距离的测距要求。主要应用在工业AGV、服务机器人或轻量级无人驾驶产品中。

SLAM简介

SLAM（及时定位与地图构建）技术是机器人在自身位置不确定的条件下，在完全未知环境中创建地图，同时利用地图进行自主定位和导航。并且，在实时定位中由于通过机器人运动估计得到的位置信息通常具有较大的误差，一般需要使用测距单元探测的周围环境信息来更正位置。

由于应用场景的不同，SLAM技术分为VSLAM、Wifi-SLAM和Lidar SLAM。Lidar SLAM是目前实现机器人同步定位于地图构建最稳定、可靠和高性能的SLAM方式。