[发明专利]一种基于无人机微群的地面目标实时定位方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机微群的地面目标实时定位方法，包括以下步骤：步骤一，对无人机微群中的每架无人机进行高程测量零漂校正；步骤二，对无人机微群中的每架无人机进行方向角测量零漂校正；步骤三，在任意时刻k，令无人机微群悬停，解算每架无人机与目标中心连线的俯仰角与方向角；步骤四，计算基于单无人机定位的目标中心经纬度和目标高程；步骤五，将每架无人机的目标中心经纬度和目标高程进行数据融合，得到基于无人机微群的目标经纬度和目标高程的估计值。本发明在定位前分别对方向角测量和高程测量进行零漂校正，并在定位时对多架无人机的定位结果进行数据融合，有利于提升目标定位的精准度。

技术领域

本发明涉及无人机的地面目标定位技术领域，更具体的说是涉及一种基于无人机微群的地面目标实时定位方法。

背景技术

现代无人机常配备有基于单片机的飞控系统、机载GPS/北斗、可操控的相机云台、姿态测量仪等仪器，既可以在已知自身实时位置和高程的条件下进行自主飞行，又可同时借助机载相机对空中或大地上的目标区域进行拍照，故基于无人机的地面目标定位功能得到了广泛的关注。

基于无人机进行目标经纬度和高程定位，通常采用机载相机云台和激光测距仪获取地面目标与无人机的相对位置，再结合无人机自身位置解出目标绝对位置，或采用图像匹配方法，比对含有目标物体的图像与基准图像，确定目标物体位置，但后者仅适用于目标物体的经纬度定位，不能给出高程信息。民用无人机有价格低、轻便、易组网的突出优势，但将其应用于目标物体定位，也有明显劣势，如民用无人机的机载相机、高程测量仪、姿态测量仪等传感器的精度较低，随机误差较大，且民用无人机一般不配备激光测距仪，因此，若采用单机进行地面目标定位不能期望高的定位精度。但采用少量无人机组成微群进行目标定位就能扬长避短，在保持低成本优势的前提下提高定位精度，对此，定位算法是技术关键。

现有技术中的地面目标定位方法为：通过至少两台无人机对准同一目标进行拍摄，利用位置及角度数据确定目标同每架无人机之间的方向向量，从而确定所述目标的位置。但该方法没有充分利用无人机自带传感器的测量信息，未对关键误差源如高程、方向角零漂提出解决方案，且未给出实时性指标和具体定位精度。

因此，如何提供一种通过对高程、方向角零漂进行校正，以提高目标定位精准度的基于无人机微群的地面目标实时定位方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于无人机微群的地面目标实时定位方法，在定位前分别对方向角测量和高程测量进行零漂校正，并在定位时对多架无人机的定位结果进行数据融合，有利于提升目标定位的精准度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于无人机微群的地面目标实时定位方法，包括以下步骤：

步骤一，在对地面目标定位前，对无人机微群中的每架无人机进行高程测量零漂校正；

步骤二，在对地面目标定位前，对无人机微群中的每架无人机进行方向角测量零漂校正；

步骤三，在任意时刻k，令无人机微群悬停，利用每架无人机的自身姿态、机载相机云台姿态和目标在图像中的检测结果，解算每架无人机与目标中心连线的俯仰角与方向角；

步骤四，结合每架无人机与目标中心连线的俯仰角和方向角，以及每架无人机的自身高程和自身位置经纬度，计算基于单无人机定位的目标中心经纬度和目标高程；

步骤五，将每架无人机的目标中心经纬度和目标高程进行数据融合，得到基于无人机微群的目标经纬度和目标高程的估计值。

优选的，在上述一种基于无人机微群的地面目标实时定位方法中，步骤一包括：

在对地面目标定位前，使无人机从特定的停机坪起飞，在上升过程中，调整机身位置使停机坪保持在图像中心；