[发明专利]一种强风条件下四旋翼无人机高度测量方法

说明书

本发明提供一种强风条件下四旋翼无人机高度测量方法，所述方法通过加速计提供的第一高度信息、气压高度计提供的第二高度信息、GPS接收机提供的第三高度信息和北斗接收机提供的第四高度信息，进行联邦级联滤波器构建，完成高度滤波输出，实现高度测量，本发明的可以在失效状态，卫星导航测量高度存在较大噪声且滞后严重的条件下直接测量高度；反馈调节可以增强系统鲁棒性，不影响飞行安全。

技术领域

本发明属于无人机导航技术领域，具体涉及一种强风条件下四旋翼无人机高度测量方法。

背景技术

目前无人机高度测量方法主要包括气压高度，卫星导航，超声波，激光，雷达等，由于四旋翼负载能力有限，激光与雷达适用性不高，超声波测高由于测量距离较近也不能满足多数场合要求。

强风条件下四旋翼无人机高度测量难度增加，强气流使气压高度测量受扰动较大，且机体工作环境恶劣，震动剧烈，惯性传感器精度变差，甚至可能出现失效状态，卫星导航测量高度存在较大噪声且滞后严重。强风条件下高度测量精度直接影响飞行安全，因此需要一种针对强风条件下四旋翼无人机的高度测量技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种强风条件下四旋翼无人机高度测量方法，所述方法通过加速计提供的第一高度信息、气压高度计提供的第二高度信息、GPS接收机提供的第三高度信息和北斗接收机提供的第四高度信息，进行联邦级联滤波器构建，完成高度滤波输出，实现高度测量；

进一步地，所述方法包括：

S1：利用加速度计的垂向加速度信息进行积分，得到第一高度信息；

S2:利用气压高度计获取第二高度信息、GPS接收机获取第三高度信息、以及北斗接收机获取第四高度信息；

S3:将第一高度信息和第二高度信息都输入到第一子滤波器中，将第一高度信息和第三高度信息输入到第二子滤波器中，将第一高度信息和第四高度信息输入到第三子滤波器中；

S4:将各子滤波器中内容输出到主滤波器中，根据各传感器特点分配各子滤波器权重，构建联邦级联滤波器；

S5:对强风条件下四旋翼无人机高度信息进行滤波估计，输出高度滤波；

S6：通过S5中输出的高度滤波，对各传感器输入进行故障检测；

进一步地，S1中所述利用加速度计的垂向加速度信息进行积分具体为通过垂向加速度信息进行高度积分；

进一步地，S4中所述各子滤波器的滤波参数由加速度计积分高度输出方差R1、气压高度输出方差R2、GPS接收机输出方差R3、北斗接收机输出方差R4确定，其中第一子滤波器滤波参数Q阵为R1、R阵为R2，第二子滤波器滤波参数Q阵为R1、R阵为R3，第三子滤波器滤波参数Q阵为R1、R阵为R4；

进一步地，S1中所述的第一高度信息为具有高频响应特性的高度信息；

进一步地，S4中所述根据各传感器特点分配各子滤波器权重，S4中所述根据各传感器特点分配各子滤波器权重，其中第一子滤波器输出为A1，第二滤波器输出为A2，第三滤波器输出为A3，主滤波器输出为A，构建联邦级联滤波器具体为

进一步地，S6中所述故障检测方法为若偏差超过阈值则实时隔离故障传感器；

本发明的有益效果如下：

1)可以在失效状态，卫星导航测量高度存在较大噪声且滞后严重的条件下直接测量高度；

2)反馈调节可以增强系统鲁棒性

3)不影响飞行安全。

附图说明

图1为发明所述方法的实施流程图。