消費級無人機的核心應用就是基於無人機的航拍功能，而航拍功能對無人機系統要求最高的技術指標就是飛行的穩定性。
懸停定位技術所採用的技術手段主要有幾種：
1）GPS/IMU組合定位
2）超聲波輔助定高
3）基於圖像的光流定位技術
1）GPS/IMU定位技術
GPS/IMU定位的原理是較為傳統和成熟的定位方法。
GPS可以測得無人機當前的水平位置和高度,飛控系統根據無人機位置和高度相對於懸停點的偏差對無人機進行補償控制從而實現定點懸停。
然而,GPS信號更新較慢,而且GPS信號容易收到干擾,影響實際控制效果。因此工程實踐中引入了飛行器的IMU信息與GFS信號進行濾波,得到更為精確和更新率更高的位置、高度信息,這種模式還可以保證在GPS失常時,僅依靠IMU提供應急位置高度信息,但是因為僅利用IMU信息進行位置高度解算時,解算結果容易發散,因此這種方法僅適合在空曠的戶外進行懸停控制,而並不適宜在室內或有信號遮蔽的環境下使用。
2）超聲波輔助定高技術
超聲波測距傳感器是一種較為成熟的測距傳感器,能夠根據超聲波發出與返回的時間差,測得超聲波傳感器前的障礙物的距離,當無人機佈置有下視超聲波傳感器時,可測得較為精確的距地面距離,從而輔助實現定高控制,但是超聲波輔助定高對於水平位置的飄移控制起不到作用。
3）光流定位
光流定位是採用圖像傳感器對傳感器所捕捉的圖像畫面進行分析,間接解算得到自身位 置、運動信息的一種技術。
隨著圖像處理算法的演進和圖像處理硬件平臺的發展,使得這種算法的精度和實時性得到保證,從而得以在無人機系統上得到應用。
光流定位是利用圖像序列中像素在時間域上的變化以及相鄰幀之間的相關性來找到上一幀跟當前幀之間存在的對應關係,從而計算出相鄰幀之間物體的運動信息的一種方法。一般而言,光流是由於場景中前景目標本身的移動、相機的運動,或者兩者的共同運動所產生的。
在無人機應用中,無人機機身加裝對地的光流攝像頭,根據所觀測到的地面圖像來進行定位的,其原理可通過下圖進行理解:無人機在相對地面移動時,其對地觀測鏡頭所拍攝到的畫面會相對向反方向"移動",根據無人機距離地面的高度（這也是光流傳感器都與對地超聲波傳感器成對出現的原因）以及對地觀測圖像中像素移動的量,即可推算出無人機相對地面移動的距離,
當無人機採用光流定位技術實現自身位置確定後,即可採用通用的控制算法實現水平面和高度上的定位。目前所採用的光流技術,基本上可以實現室內環境的穩定懸停,但是隨著時間的累積,仍然會有十幾釐米到幾十釐米範圍的飄移。不過,這種低頻率、小幅度的位置改變對於航拍來說,是可以接受的。
目前市面上的無人機產品,根據所採用的技術手段可以分為四代,第一代採用單GPS懸停;第二代採用雙衛星定位系統,GPS/GLONASS定位;第三代引入了光流定位技術;第四代 |採用了雙目光流定位。
在最新一代Phantomd中更是採用了雙目視覺的光流定位技術,將懸停精度進一步提高到水平方向0.1米,高度0.3米的水平。
