[發明專利]基于超帶寬的無人機定位方法、裝置、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 201910171694.8
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109884586A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 薛佳文;孟偉;魯仁全;徐雍;付敏躍
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種基于超帶寬的無人機定位方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質，該方法包括獲取UWB設備輸出的標簽與每個基站對應的各個原始測距值；依據預設校準方法對各個原始測距值進行校準處理，得到與每個原始測距值一一對應的實際距離值；采用擴展卡爾曼濾波法對標簽與每個基站對應的各個實際距離值進行處理，得到標簽的定位信息。本申請中通過對獲取到的各個原始測距值進行校準，能夠得到更加準確的距離值，并且采用擴展卡爾曼濾波法對標簽與每個基站對應的各個實際距離值進行處理，相比于現有技術中的方法能夠提高對標簽的定位精度，并且輸出頻率高、抗干擾能力強，有利于實現對高速運動的標簽的定位。

技術領域

本發明實施例涉及無人機定位技術領域，特別是涉及一種基于超帶寬的無人機定位方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質。

背景技術

隨著時代的發展以及行業的需求，無人機被應用在越來越多的領域。因其體型小巧，靈活性高，成本低、易維護等特點受到關注，它能在各類受限環境中工作，無論是叢林，地底或室內環境，因此在如：電力、石油管道、光伏、倉儲等場景進行巡檢任務、搜捕逃犯、安保任務、偵測地形、應急救援、森林防火、環保監測等各個領域都能見到無人機的身影。

無人機在室外通常依賴GPS為其提供定位信息，但當無人機在森林，隧道，室內等弱GPS或無GPS信號的場景工作時，將無法獲取自身定位信息。因此需要借助其他定位系統定位，目前，通常使用基于超寬帶(Ultra-wideband，UWB)通信技術的定位系統對無人機在GPS信號弱的環境下進行定位，其中，在基于超帶寬定位技術的定位系統通常采用TOF(Timeof Flight，飛行時間)定位算法實現對目標的定位，TOF法使用定位標簽與每個定位基站發起測距，測距完后進行定位計算，現有技術中在進行定位計算時采用三邊定位法根據UWB設備輸出的測距值計算出標簽坐標位置，以單標簽四基站定位系統為例，在進行測距后，已知給定空間的中四個基站的具體坐標，和一個未知標簽到四個基站的距離，即可進行計算，以四個已知點和測距距離為半徑作四個球形，如球形相交于一點則該點為標簽坐標位置，在實際情況中因測量精度有限與環境干擾，常常不能使球體相交于一點，因此需要使用三角形求質心或最小二乘法等方法進一步估計出標簽在球體相交區域內的精確位置，以得到標簽的最終位置。但是，一方面由于存在環境干擾，導致基于TOF算法的UWB設備輸出的測距值不穩定，另一方面由于三邊定位法定位精度低，定位值跳動較大，易受環境干擾、魯棒性差，并且不能實現對高速運動的標簽的定位，所以現有的無人機定位方法的定位精度較低，適用范圍受限。

鑒于此，如何提供一種解決上述技術問題的基于超帶寬的無人機定位方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質成為本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種基于超帶寬的無人機定位方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質，在使用過程中能夠提高對標簽的定位精度，并且輸出頻率高、抗干擾能力強，有利于實現對高速運動的標簽的定位。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基于超帶寬的無人機定位方法，包括：

獲取UWB設備輸出的標簽與每個基站對應的各個原始測距值；

依據預設校準方法對各個所述原始測距值進行校準處理，得到與每個所述原始測距值一一對應的實際距離值；

采用擴展卡爾曼濾波法對所述標簽與每個所述基站對應的各個所述實際距離值進行處理，得到所述標簽的定位信息。

可選的，在所述采用擴展卡爾曼濾波法對所述標簽與每個所述基站對應的各個所述實際距離值進行處理之前，還包括：

采用卡爾曼濾波法對各個所述實際距離值進行濾波處理，得到濾波后的各個實際距離值；

對濾波后的各個實際距離值進行異常值檢測，確定并剔除異常距離值，得到與相應基站對應的各個目標實際距離值；