[發(fā)明專利]基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位方法、裝置、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910171694.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109884586A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛佳文;孟偉;魯仁全;徐雍;付敏躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S5/06
• 分類號(hào): G01S5/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位方法，其特征在于，包括：

獲取UWB設(shè)備輸出的標(biāo)簽與每個(gè)基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)原始測(cè)距值；

依據(jù)預(yù)設(shè)校準(zhǔn)方法對(duì)各個(gè)所述原始測(cè)距值進(jìn)行校準(zhǔn)處理，得到與每個(gè)所述原始測(cè)距值一一對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離值；

采用擴(kuò)展卡爾曼濾波法對(duì)所述標(biāo)簽與每個(gè)所述基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述實(shí)際距離值進(jìn)行處理，得到所述標(biāo)簽的定位信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位方法，其特征在于，在所述采用擴(kuò)展卡爾曼濾波法對(duì)所述標(biāo)簽與每個(gè)所述基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述實(shí)際距離值進(jìn)行處理之前，還包括：

采用卡爾曼濾波法對(duì)各個(gè)所述實(shí)際距離值進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的各個(gè)實(shí)際距離值；

對(duì)濾波后的各個(gè)實(shí)際距離值進(jìn)行異常值檢測(cè)，確定并剔除異常距離值，得到與相應(yīng)基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)目標(biāo)實(shí)際距離值；

則，所述采用擴(kuò)展卡爾曼濾波法對(duì)所述標(biāo)簽與每個(gè)所述基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述實(shí)際距離值進(jìn)行處理，得到所述標(biāo)簽的定位信息的過(guò)程為：

采用擴(kuò)展卡爾曼濾波法對(duì)標(biāo)簽與每個(gè)所述基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述目標(biāo)實(shí)際距離值進(jìn)行處理，得到標(biāo)簽的定位信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位方法，其特征在于，所述對(duì)濾波后的各個(gè)實(shí)際距離值進(jìn)行異常值檢測(cè)，確定并剔除異常距離值的過(guò)程為：

采用馬氏距離計(jì)算關(guān)系式計(jì)算出與濾波后的每個(gè)所述實(shí)際距離值一一對(duì)應(yīng)的馬氏距離，其中，所述馬氏距離計(jì)算關(guān)系式為：

d_k表示k時(shí)刻濾波后的實(shí)際距離值，表示k時(shí)刻相應(yīng)基站與標(biāo)簽之間的先驗(yàn)距離，Σ表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，D_k表示馬氏距離；

當(dāng)所述馬氏距離大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定出與所述馬氏距離對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離值為異常距離值，并將所述異常距離值從濾波后的各個(gè)實(shí)際距離值中剔除。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)校準(zhǔn)方法為基于第一校準(zhǔn)關(guān)系式建立的，所述第一預(yù)設(shè)關(guān)系式為：

其中，r表示原始測(cè)距值，d表示實(shí)際測(cè)距值，∈表示零均值噪聲，和為參數(shù)，所述和所述為依據(jù)最小二乘法對(duì)多個(gè)歷史原始測(cè)距值和多個(gè)歷史實(shí)際測(cè)距值進(jìn)行處理得到的。

5.一種基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取UWB設(shè)備輸出的標(biāo)簽與每個(gè)基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)原始測(cè)距值；

校準(zhǔn)模塊，用于依據(jù)預(yù)設(shè)校準(zhǔn)方法對(duì)各個(gè)所述原始測(cè)距值進(jìn)行校準(zhǔn)處理，得到與每個(gè)所述原始測(cè)距值一一對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離值；

處理模塊，用于采用擴(kuò)展卡爾曼濾波法對(duì)所述標(biāo)簽與每個(gè)所述基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述實(shí)際距離值進(jìn)行處理，得到所述標(biāo)簽的定位信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位裝置，其特征在于，還包括：

濾波模塊，用于采用卡爾曼濾波法對(duì)各個(gè)所述實(shí)際距離值進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的各個(gè)實(shí)際距離值；

檢測(cè)模塊，用于對(duì)濾波后的各個(gè)實(shí)際距離值進(jìn)行異常值檢測(cè)，確定并剔除異常距離值，得到與相應(yīng)基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)目標(biāo)實(shí)際距離值；

所述處理模塊，具體用于采用擴(kuò)展卡爾曼濾波法對(duì)所述標(biāo)簽與每個(gè)所述基站對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述目標(biāo)實(shí)際距離值進(jìn)行處理，得到所述標(biāo)簽的定位信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于超帶寬的無(wú)人機(jī)定位裝置，其特征在于，所述檢測(cè)模塊，包括：

計(jì)算單元，用于采用馬氏距離計(jì)算關(guān)系式計(jì)算出與濾波后的每個(gè)所述實(shí)際距離值一一對(duì)應(yīng)的馬氏距離，其中，所述馬氏距離計(jì)算關(guān)系式為：

d_k表示k時(shí)刻濾波后的實(shí)際距離值，表示k時(shí)刻相應(yīng)基站與標(biāo)簽之間的先驗(yàn)距離，Σ表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，D_k表示馬氏距離；

判斷單元，用于當(dāng)所述馬氏距離大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定出與所述馬氏距離對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離值為異常距離值，并將所述異常距離值從濾波后的各個(gè)實(shí)際距離值中剔除。