[發明專利]基于臨近感知的無人機群雙向并行搜索定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201811051440.4
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109413735B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 黃雙喜;王陳梓
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W4/40;H04W4/46;G01S13/08;G01S17/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種基于臨近感知的無人機群雙向并行搜索定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：通過無人機群內每架無人機上設置的無線或光學通訊測距模塊進行彼此臨近感知與通訊測距，使得所述無人機群內至少四架無人機實現自我定位，且所述至少4架無人機中任何三架無人機不處于同一直線，以確定基點無人機和基點無人機組；

步驟S2：控制所述無人機群圍繞至少一個基點無人機組在所述至少一個基點無人機組的臨近空間開展雙向并行的搜索、測距和定位，所述步驟S2進一步包括：根據自身定位信息使得所述每架無人機主動選擇正方向或反方向參與無人機群搜索定位活動，其中，所述正方向為每架位置已知且未作過基點無人機的無人機主動通過無線或光學通訊測距模塊在其臨近空間自主搜索其它3架位置已知的無人機，以組成新的基點無人機組，每個新基點無人機組的4架無人機再主動搜索臨近空間中以共同發現和測距的每一架未知位置無人機，通過測量基點無人機組的4架無人機各自與每一架共同發現的未知位置無人機間距離，結合基點無人機組的4架無人機已知位置以完成每一架未知位置無人機定位計算，并將剛完成定位的每一架原來未知位置無人機改定義為已知位置且未作過基點無人機的無人機類型，以供構建更新的基點無人機組時采用；反方向為所述每架位置未知且未進入正方向定位過程的無人機主動通過所述無線或光學通訊測距模塊在其臨近空間自主搜索1個已構建的基點無人機組，并通過所述無線或光學通訊測距模塊完成與該基點無人機組中4架無人機間距離測量，同樣也通過測得的4個距離完成這架位置未知的無人機定位計算，再將剛完成定位的原來位置未知無人機改定義為已知位置且未作過基點無人機的無人機類型，以供構建更新的基點無人機組時采用；

步驟S3：利用在所述臨近空間新定位的無人機作基點無人機，以構建新的基點無人機組，并重新在所述新的基點無人機組的臨近空間開展所述步驟S2的雙向并行的搜索、測距和定位，并不斷擴展直至完成所述無人機群所有無人機的一輪定位；

步驟S4：根據預設時間間隔執行所述步驟S1至步驟所述S4，實現所述無人機群定位數據的動態更新。

2.根據權利要求1所述的基于臨近感知的無人機群雙向并行搜索定位方法，其特征在于，所述步驟S1進一步包括：

所述無人機群內至少四架無人機通過相對地面坐標系下的自我定位，或通過帶有的高度傳感器判斷自身距地面高度實現自我定位。

3.根據權利要求1所述的基于臨近感知的無人機群雙向并行搜索定位方法，其特征在于，正方向和反方向的定位過程自發同時推進、擴展搜索、定位至完成所有無人機群的定位后，再進入下一輪的無人機群搜索定位。

4.根據權利要求3所述的基于臨近感知的無人機群雙向并行搜索定位方法，其特征在于，其中，當所述無人機群中同時存在多個基點無人機組時，搜索、測距和定位在同一時間圍繞所述多個基點無人機組相互獨立地并行展開和擴展，且圍繞每個基點無人機組開展的測距定位的匯總計算任務由對應基點無人機組中一架無人機或者由正在被定位的位置未知無人機完成，以實現無人機群定位的分布式并行計算。

5.根據權利要求1所述的基于臨近感知的無人機群雙向并行搜索定位方法，其特征在于，根據所述無線或光學通訊測距模塊測得的信號強度與穩定性確定選擇對象。

6.根據權利要求1所述的基于臨近感知的無人機群雙向并行搜索定位方法，其特征在于，所述無線或光學通訊測距模塊包括采用超寬帶無線電雙程測距模塊或者視頻圖像定位與專用無線通訊配合的模塊。