基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法与流程

文档序号:20914816发布日期:2020-05-29 13:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、采用激光雷达测量机群内无人机之间的定位信息,得到激光雷达定位向量;

步骤2:采用gps测得机群内各个无人机的大地坐标信息,并使各个无人机实时获得机群内其它无人机的gps定位信息;

步骤3:根据gps定位信息计算无人机的gps定位向量;

步骤4:对激光雷达定位向量和gps定位向量进行匹配,得到机群内部各无人机的协同定位信息。

2.根据权利要求1所述的一种多无人机协同定位方法,其特征在于,步骤1中,所述激光雷达定位向量为aij=(xij,yij,zij);

其中,i为无人机的编号,j为第j组激光雷达定位向量。

3.根据权利要求1所述的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,步骤2中,建立无人机编队组网通信系统,通过无人机编队组网通信系统广播各无人机gps定位信息,使得各个无人机获得机群内其它无人机的gps定位信息。

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,步骤3中,所述gps定位向量为gij=(xj-xi,yj-yi,zj-zi),gij表示j号无人机到i号无人机的gps定位向量。

5.根据权利要求1所述的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,步骤4中,使用定位向量匹配方法得到带有编号信息的多无人机协同定位信息。

6.根据权利要求5所述的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,所述定位向量匹配方法通过激光雷达定位向量和gps定位向量之间的模值、角度和符号的比较,当激光雷达定位向量和gps定位向量满足匹配条件时,得到该激光雷达定位向量所对应的无人机编号,进而得到无人机之间协同定位信息。

7.根据权利要求6所述的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,所述模值匹配方法具体如下:

计算当前无人机的激光雷达定位向量和gps定位向量的模值之差d,当d的值小于预设参数δ1时,激光雷达定位向量和gps定位向量满足模值匹配条件,计算公式如下:

8.根据权利要求6所述的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,所述角度值匹配方法具体如下:

计算定位向量在三个平面上投影的角度值之差,当角度之差的绝对值小于预设参数δ2时,激光雷达定位向量和gps定位向量满足角度匹配条件,计算公式如下:

在x-y平面上的投影

在x-z平面上的投影

在y-z平面上的投影

当α+β+γ<δ2时,两向量满足角度匹配。

9.根据权利要求6所述的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,其特征在于,所述符号匹配方法通过判定激光雷达定位向量与gps定位向量是否同号;

当xij*(xj-xi)>0,yij*(yj-yi)>0,zij*(zj-zi)>0同时成立,满足两向量符号匹配条件。


技术总结
本发明提供的基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法,通过定位向量匹配算法,使用激光雷达测量无人机之间高精度的相对位置,以及使用GPS获取各无人机带有编号信息的低精度定位信息,将激光雷达定位信息和GPS定位信息融合,通过激光雷达定位向量和GPS定位向量匹配,解算出激光雷达所测无人机的编号,得到高精度的无人机协同定位信息,解决了激光雷达无法测得编队机群内部无人机编号的问题,计算出机群内部各无人机之间高精度的协同定位数据,满足无人机编队飞行对协同定位精度的要求。

技术研发人员:刘贞报;马博迪;江飞鸿;韩雨珅;张超;布树辉
受保护的技术使用者:西北工业大学
技术研发日:2020.01.17
技术公布日:2020.05.29
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