[发明专利]基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法

摘要

本发明涉及一种无人机定位方法，为实现无人机自主定位，为此，本发明采取的技术方案是，基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法，包括如下步骤利用安装在四旋翼无人机底部的光流传感器获取无人机的速度信息及速度信息，利用GPS获取无人机的位置信息并判断位置信息的可靠性，采用互补滤波器将上述信息进行融合，用于无人机的定位系统中。本发明主要应用于无人机定位。

主权项

一种基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法，其特征是，包括如下步骤：利用安装在四旋翼无人机底部的光流传感器获取无人机的速度信息，利用GPS获取无人机的位置信息并判断位置信息的可靠性，采用互补滤波器将利用光流传感器获取的无人机的速度信息、利用GPS获取的无人机的位置信息进行融合，用于无人机的定位系统中；所述的GPS获取无人机的位置信息并判断位置信息的可靠性是：由于GPS信息具有不稳定性，需要检测GPS信息，若用于定位过程中的卫星数量低于5颗星时，则认为该方法获取的无人机位置信息不够准确；所述采用互补滤波器将利用光流传感器获取的无人机的速度信息、利用GPS获取的无人机的位置信息进行融合具体为：将测量结果通过互补滤波器后的输出的频域表达式写成如下形式：p^(s)=C(s)s+C(s)yp(s)+sC(s)+syv(s)s=T(s)yp(s)+S(s)yv(s)s,]]>其中s为拉普拉斯算子，T(s)为一阶低通滤波，S(s)为一阶高通滤波，T(s)+S(s)＝1，yp(s)表示由传感器得到在频域内的位置信息；互补滤波控制器采用比例反馈，即C(s)＝k；采用GPS法获取的位置信息和由光流法获取的速度信息简化为如下形式：yp=p+μpyv=v+μv,]]>这里的p、v分别为采用GPS法和光流法获取的真实位置和速度测量值，μp和μv分别为位置信息和速度信息的测量噪声，均为恒定值；在这种情况下，得到闭环系统的动态方程为：p^·=yv+k(yp-p^).]]>此时滤波器频域表达形式为和此时设计的滤波器截止频率为在大于fT的高频段，光流传感器数据对融合结果起主要作用，在小于fT的低频段，GPS数据对融合结果起主要作用，k为常数。