[发明专利]基于多源信息自适应融合的无人机导航系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于多源信息自适应融合的无人机导航系统及方法，其中的方法包括利用多个传感器检测无人机多个参考位置信息；计算每个传感器检测的参考位置信息与估计位置信息之间的差值，得到位置误差。针对同一方向对应有多个传感器的情况，自适应分配出该方向上每个传感器的信息融合权重，对每个传感器在该方向上的位置误差按照权重进行加权求和得到该方向上的位置总误差；基于位置误差或位置总误差，利用速度‑位移预测模型和三阶锁相环滤波器计算当前时刻估计的速度信息及估计位置信息。该方法既能够快速准确地从外部多源位置信息中估计出最优位置和速度，同时又减少了单个传感器信息突变带来的定位误差，提升了无人机跟踪的精确性。

主权项

一种基于多源信息自适应融合的无人机导航方法，包括：利用多个传感器分别检测的当前时刻无人机在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的多个参考位置信息，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向均对应有一个或多个所述传感器，且X轴、Y轴、Z轴三个方向中至少一个方向对应有多个所述传感器；分别计算X轴、Y轴、Z轴三个方向上每个所述传感器检测的所述参考位置信息与估计位置信息之间的差值，得到X轴、Y轴、Z轴三个方向上每个所述传感器检测的每个所述参考位置信息与所述估计位置信息的位置误差；针对同一方向对应有多个所述传感器的情况，根据每个所述传感器对应的所述位置误差自适应分配出该方向上每个所述传感器的信息融合权重，对同一方向上对应有多个所述传感器中的每个所述传感器在该方向上的所述位置误差按照所述权重进行加权求和得到该方向上的位置总误差；设计X轴、Y轴、Z轴三个方向对应的三阶锁相环滤波器；针对同一方向对应有一个所述传感器的情况，利用所述三阶锁相环滤波器，根据该方向对应的所述位置误差计算无人机在该方向上的估计加速度信息及估计的前一时刻的速度信息；针对同一方向对应有多个所述传感器的情况，利用所述三阶锁相环滤波器，根据该方向对应的所述位置总误差计算所述无人机在该方向上的估计加速度信息及估计的前一时刻的速度信息；设计速度‑位移预测模型，利用所述速度‑位移预测模型，根据所述估计加速度信息及所述估计的前一时刻的速度信息计算当前时刻估计的速度信息及所述估计位置信息。