[發明專利]基于多源信息自適應融合的無人機導航系統及方法

有效

• 申請號: 201710805226.2
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107576977B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 羅兵;逯亮清;胡寶軍;何磊
• 申請（專利權）人: 北京韋加無人機科技股份有限公司
• 主分類號: G01S19/45
• 分類號: G01S19/45;G01S19/46
• 代理公司: 北京正鼎專利代理事務所(普通合伙) 11495
• 代理人: 岳亞

1.一種基于多源信息自適應融合的無人機導航方法，包括：

利用多個傳感器分別檢測的當前時刻無人機在X軸、Y軸、Z軸三個方向上的多個參考位置信息，X軸方向、Y軸方向、Z軸方向均對應有一個或多個所述傳感器，且X軸、Y軸、Z軸三個方向中至少一個方向對應有多個所述傳感器；

分別計算X軸、Y軸、Z軸三個方向上每個所述傳感器檢測的所述參考位置信息與估計位置信息之間的差值，得到X軸、Y軸、Z軸三個方向上每個所述傳感器檢測的每個所述參考位置信息與所述估計位置信息的位置誤差；

針對同一方向對應有多個所述傳感器的情況，根據每個所述傳感器對應的所述位置誤差自適應分配出該方向上每個所述傳感器的信息融合權重，對同一方向上對應有多個所述傳感器中的每個所述傳感器在該方向上的所述位置誤差按照所述權重進行加權求和得到該方向上的位置總誤差；

設計X軸、Y軸、Z軸三個方向對應的三階鎖相環濾波器；

針對同一方向對應有一個所述傳感器的情況，利用所述三階鎖相環濾波器，根據該方向對應的所述位置誤差計算無人機在該方向上的估計加速度信息及估計的前一時刻的速度信息；針對同一方向對應有多個所述傳感器的情況，利用所述三階鎖相環濾波器，根據該方向對應的所述位置總誤差計算所述無人機在該方向上的估計加速度信息及估計的前一時刻的速度信息；

設計速度-位移預測模型，利用所述速度-位移預測模型，根據所述估計加速度信息及所述估計的前一時刻的速度信息計算當前時刻估計的速度信息及所述估計位置信息；

其中，根據每個所述傳感器對應的所述位置誤差自適應分配出該方向上每個所述傳感器的信息融合權重，對同一方向上具有的多個所述傳感器中的每個所述傳感器在該方向上的所述位置誤差按照所述權重進行加權求和得到該方向上的位置總誤差的步驟具體包括：

對每個所述位置誤差的絕對值求倒數，即為其中，err_Dm為具有多個所述傳感器的D方向對應的第m個位置誤差，D方向為X軸、Y軸、或Z軸對應的方向；

根據所述每個位置誤差的絕對值倒數以及所述每個位置誤差對應的所述傳感器的先驗信息權重自適應分配出相應傳感器的信息融合權重，記為K_Dm，計算公式如下：

其中，K_Dm為具有i個所述傳感器的D方向對應的第m個所述傳感器在D方向上的權重，i等于或大于2，R_Dm為D方向對應的第m個所述傳感器的先驗信息權重；

具有多個所述傳感器的D方向的位置總誤差的計算公式為：

err_posD＝K_D1err_D1+K_D2err_D2+KK_Dmerr_Dm+K+K_Dierr_Di。

2.根據權利要求1所述的無人機導航方法，其中

若所述位置誤差的絕對值的倒數大于預設閾值時，將所述位置誤差的絕對值的倒數記為所述預設閾值。

3.根據權利要求1所述的無人機導航方法，其中

每個所述三階鎖相環濾波器的三個支路的系數分別為C₁、C₂、C₃，其中，C₁支路的輸出為out1_pll＝err_pos×C₁，C₂支路的輸出為out2_pll＝err_pos×C₂，C₃支路的輸出為out3_pll＝∫(err_pos×C₃)dt，其中err_pos表示所述位置誤差或所述位置總誤差。