[發明專利]一種基于室內視覺vicon系統的無人機導航定位方法

有效

• 申請號: 202010049438.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111207741B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 李定涌;閆永馳;陳朋印
• 申請（專利權）人: 西安因諾航空科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種基于室內視覺vicon系統的無人機導航定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，啟動Vicon系統的SDK，并通過無線數據鏈路將Vicon系統解析得到的以無人機為運動載體的位置和姿態數據；

步驟2，無人機接收到Vicon系統通過無線數據鏈路上傳的姿態和位置數據，并以此作為組合導航算法的測量量結合無人機上的慣導設備，進行組合導航，實時輸出無人機的位置，速度和姿態信息；

步驟2中，以Vicon系統發送的無人機的姿態和位置數據作為量測，通過序貫kalman濾波的方式進行組合導航算法，具體的包括以下步驟：

1)坐標系定義；

2)建立狀態方程；

3)序貫濾波；

4)無人機高度切換；

高度切換具體的做法為：

(1)如果是Vicon系統測量數據作為組合導航高度測量vicon_height，持續計算無人機上的氣壓計與組合導航輸出值之間的偏差baro_hgt_offset；

(2)判斷如果500ms內，無法接收到vicon系統的數據信息，那么迅速切換到氣壓高度baro_offset；

(3)切換成氣壓高度作為組合導航高度測量后，后續所有氣壓測量值baro_height減去baro_hgt_offset，以減去baro_hgt_offset作為組合導航的高度輸入量，并且實時監測是否有Vicon系統的量測數據；

(4)如果檢測到有Vicon系統的量測數據，計算組合導航輸出高度與Vicon系統測量的高度之間的偏差值vicon_hgt_offset，計算不少于5次的vicon_hgt_offset并做平均作為最終的vicon_hgt_offset,而后切換成vicon的測量數據作為組合導航高度參考信息，并且后續所有的vicon測量的高度值減去vicon_hgt_offset；

根據以上步驟，在氣壓高度以及vicon測量數據高度數據之間進行切換，保持無人機高度方向穩定。

2.根據權利要求1所述的一種基于室內視覺vicon系統的無人機導航定位方法，其特征在于，步驟1中，位置包括在Vicon系統局部坐標系下的三軸位置，姿態包括無人機的滾轉，俯仰以及Vicon系統的X軸與無人機自身坐標系的X軸之間的航向信息。

3.根據權利要求1所述的一種基于室內視覺vicon系統的無人機導航定位方法，其特征在于，步驟1中具體的：啟動Vicon系統的SDK應用程序，此時將會輸出在Vicon系統視場內的所有無人機的姿態和位置數據，通過解析這些數據，打包后一并通過一對多數傳廣播發送給所有無人機，無人機上的數據鏈接收到數據后，并與自身的ID做對比，從數據中解析得到Vicon系統觀測的基于Vicon系統坐標系的位置和姿態信息。

4.根據權利要求1所述的一種基于室內視覺vicon系統的無人機導航定位方法，其特征在于，步驟1中Vicon系統上傳數據給無人機時，使用840M數據鏈，波特率設置為115200Bd。

5.根據權利要求1所述的一種基于室內視覺vicon系統的無人機導航定位方法，其特征在于，坐標系定義：選取Vicon系統自身定義的坐標系為導航坐標系即為n系；無人機重心為原點的前右下坐標系為機體坐標系，即為b系。