[發明專利]一種基于無人機微群的地面目標實時定位方法

有效

• 申請號: 202110728010.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113340272B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 高仕航;徐梓京;陳曉群;袁景淇;李華清;盧宇婷;陳衛東;汪勇勇
• 申請（專利權）人: 上海良相智能化工程有限公司;上海交通大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C11/12;G01C15/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種基于無人機微群的地面目標實時定位方法，包括以下步驟：步驟一，對無人機微群中的每架無人機進行高程測量零漂校正；步驟二，對無人機微群中的每架無人機進行方向角測量零漂校正；步驟三，在任意時刻k，令無人機微群懸停，解算每架無人機與目標中心連線的俯仰角與方向角；步驟四，計算基于單無人機定位的目標中心經緯度和目標高程；步驟五，將每架無人機的目標中心經緯度和目標高程進行數據融合，得到基于無人機微群的目標經緯度和目標高程的估計值。本發明在定位前分別對方向角測量和高程測量進行零漂校正，并在定位時對多架無人機的定位結果進行數據融合，有利于提升目標定位的精準度。

技術領域

本發明涉及無人機的地面目標定位技術領域，更具體的說是涉及一種基于無人機微群的地面目標實時定位方法。

背景技術

現代無人機常配備有基于單片機的飛控系統、機載GPS/北斗、可操控的相機云臺、姿態測量儀等儀器，既可以在已知自身實時位置和高程的條件下進行自主飛行，又可同時借助機載相機對空中或大地上的目標區域進行拍照，故基于無人機的地面目標定位功能得到了廣泛的關注。

基于無人機進行目標經緯度和高程定位，通常采用機載相機云臺和激光測距儀獲取地面目標與無人機的相對位置，再結合無人機自身位置解出目標絕對位置，或采用圖像匹配方法，比對含有目標物體的圖像與基準圖像，確定目標物體位置，但后者僅適用于目標物體的經緯度定位，不能給出高程信息。民用無人機有價格低、輕便、易組網的突出優勢，但將其應用于目標物體定位，也有明顯劣勢，如民用無人機的機載相機、高程測量儀、姿態測量儀等傳感器的精度較低，隨機誤差較大，且民用無人機一般不配備激光測距儀，因此，若采用單機進行地面目標定位不能期望高的定位精度。但采用少量無人機組成微群進行目標定位就能揚長避短，在保持低成本優勢的前提下提高定位精度，對此，定位算法是技術關鍵。

現有技術中的地面目標定位方法為：通過至少兩臺無人機對準同一目標進行拍攝，利用位置及角度數據確定目標同每架無人機之間的方向向量，從而確定所述目標的位置。但該方法沒有充分利用無人機自帶傳感器的測量信息，未對關鍵誤差源如高程、方向角零漂提出解決方案，且未給出實時性指標和具體定位精度。

因此，如何提供一種通過對高程、方向角零漂進行校正，以提高目標定位精準度的基于無人機微群的地面目標實時定位方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于無人機微群的地面目標實時定位方法，在定位前分別對方向角測量和高程測量進行零漂校正，并在定位時對多架無人機的定位結果進行數據融合，有利于提升目標定位的精準度。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于無人機微群的地面目標實時定位方法，包括以下步驟：

步驟一，在對地面目標定位前，對無人機微群中的每架無人機進行高程測量零漂校正；

步驟二，在對地面目標定位前，對無人機微群中的每架無人機進行方向角測量零漂校正；

步驟三，在任意時刻k，令無人機微群懸停，利用每架無人機的自身姿態、機載相機云臺姿態和目標在圖像中的檢測結果，解算每架無人機與目標中心連線的俯仰角與方向角；

步驟四，結合每架無人機與目標中心連線的俯仰角和方向角，以及每架無人機的自身高程和自身位置經緯度，計算基于單無人機定位的目標中心經緯度和目標高程；

步驟五，將每架無人機的目標中心經緯度和目標高程進行數據融合，得到基于無人機微群的目標經緯度和目標高程的估計值。

優選的，在上述一種基于無人機微群的地面目標實時定位方法中，步驟一包括：

在對地面目標定位前，使無人機從特定的停機坪起飛，在上升過程中，調整機身位置使停機坪保持在圖像中心；