[發明專利]一種基于激光定位系統的無人機導航定位方法

有效

• 申請號: 202010426152.3
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111486841B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 李定涌;陳朋印;閆永馳
• 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;G01C21/20;G01C25/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種基于激光定位系統的無人機導航定位方法，其特征在于，所述激光定位系統包括激光定位塔、Hub集線器、AP控制器和定位件；若干激光定位塔均連接到Hub集線器，Hub集線器通過無線路由器連接到AP控制器，AP控制器連接到定位件；無線路由器還連接到服務器；激光定位塔、Hub集線器和AP控制器作為激光定位系統的發射端，定位件作為激光定位系統的接收端；包括以下步驟：

步驟1，無人機傳感器健康檢查，根據傳感器輸出的數據剔除壞點數據，具體包括激光定位系統數據健康檢查和陀螺儀以及加速度計健康檢查；

步驟2，通過激光加慣性導航系統進行組合導航濾波，以激光定位系統定位件輸出的無人機的姿態和位置數據作為量測信息，通過序貫kalman濾波的方式進行組合導航算法，進而輸出高頻率、高精度的無人機自身位置和姿態數據；

步驟3，組合導航算法的一致性檢查和組合導航算法健康檢查，得到穩定的無人機姿態和位置數據；

激光定位塔用來標定過零信號，并實現光塔的編碼，進而實現空間內安裝多個光塔分時掃描；Hub集線器通過自己的通信端口與其控制的各個激光定位塔連接，用來控制各個激光定位塔的工作方式，實現所有光塔的同步；AP控制器用來連接Hub集線器，實現對整個定位空間所有Hub集線器以及激光定位塔的控制，實現配置整個工作組網的工作模式以及狀態；定位件將無人機在激光定位系統空間內的局部坐標系下的位置和姿態信息傳遞給無人機飛控，飛控結合無人機上的慣導設備進行組合導航；

步驟1中，激光定位系統數據健康檢查：

a)根據布置的激光定位空間以及激光定位光塔的掃描盲區進行位置超限判斷，如果位置數據超限不進入組合導航算法，只通過機載慣導進行狀態遞推；

b)激光定位系統位置和姿態數據失聯判斷，如果100ms內無法接收到激光定位系統數據，向上位機報錯，并通過機載慣導進行狀態遞推；

c)根據實際無人機的最大飛行速度v_max，以及設置的激光定位系統刷新頻率并轉換為刷新時間間隔dt，計算最大的位置pos_max＝v_max*dt，如果激光定位系統輸出的相鄰兩幀之間的位置變化超過最大位置pos_max，那么該幀數據超限，該數據不進入組合導航濾波器，只進行一步狀態預測。

2.根據權利要求1所述的一種基于激光定位系統的無人機導航定位方法，其特征在于，步驟1中，陀螺儀以及加速度計健康檢查：

a)陀螺儀和加速度計數據是否校準，如果校準參數為空，那么陀螺和加速度計未校準，使用默認參數；

b)陀螺和加速度計數據是否超限，如果超限不使用該數據；

c)陀螺和加速度計數據是否失聯，如果失聯，上報上位機。