[发明专利]一种微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航方法

权利要求书

1.一种微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航方法，其特征在于，包括：

步骤1，沿着无人机航线的线程按照预设的距离建立拓扑节点图，所述拓扑节点图包括多个节点，每个节点对应的信息包括节点编号、图像特征信息、航向信息和位置信息；

所述图像特征信息包括无人机在经过该节点所在位置时通过视觉传感器采集的图像，所述航向信息包括无人机在经过该节点所在位置时通过微阵列式光罗盘采集的偏振图像信息，所述位置信息包括无人机在经过该节点所在位置时通过接收机采集的位置信息；

步骤2，在返航过程中接收机信号受到干扰或失效时，根据无人机当前的位置和拓扑节点的位置，在拓扑节点图中寻找距离最接近的拓扑节点；

步骤3，根据微阵列式光罗盘采集的航向信息以及根据视觉传感器和惯性测量单元获得的位姿信息，控制无人机飞行，根据视觉传感器采集的图像与该拓扑节点的图像特征信息进行对比识别所述节点的位置；到达该节点时将无人机的位置更新为所述节点的位置；

步骤4，在接收机信号持续受到干扰或失效时，寻找返航线程上下一个拓扑节点，重复步骤3，实现自主返航。

2.如权利要求1所述的微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航方法，其特征在于，所述步骤1中所述航向信息获得的步骤包括：

步骤1a，根据光栅的偏振光的排列方式和角度，获取微阵列式光罗盘每个像素的偏振度和偏振角；

步骤1b，根据瑞利散射模型、天文年历及水平姿态信息获得航向信息。

3.如权利要求1所述的微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航方法，其特征在于，所述步骤1中所述构建拓扑节点图的步骤包括：

步骤11，采用固定距离间隔的方式沿着无人机航线的线程依次建立拓扑节点；

步骤12，分别记录每个拓扑节点的信息。

4.如权利要求1所述的微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航方法，其特征在于，所述步骤3中：

微阵列式光罗盘为组合导航系统提供绝对航向观测，微阵列式光罗盘的系统量测方程描述为：

δZ_ψ＝H_ψδX+n_ψ

式中，H_ψ＝[0_1×5 1 0_1×15]为观测矩阵，n_ψ为航向角的量测噪声；

拓扑节点识别结果为组合导航系统提供绝对位置观测，对应的系统量测方程描述为：

δZ_P＝H_PδX+n_P

式中，H_P＝[I_3×3 0_3×18]为观测矩阵，n_P为位置观测噪声矢量。

5.一种微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航系统，其特征在于，视觉传感器、微阵列式光罗盘、接收机、惯性测量单元、存储器和处理器；所述存储器存储有微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航程序，所述处理器在运行所述微阵列式光罗盘辅助的无人机自主返航程序时执行所述权利要求1～4任一项方法的步骤。