本發(fā)明涉及無人飛行器技術領域,特別是涉及一種無人飛行器定位方法及定位系統(tǒng)。
背景技術:
無人機是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務設備、執(zhí)行多種任務并能重復使用的飛行器。能夠利用無線遙控設備和自身的控制裝置進行控制的不載人飛行器,例如無人直升機、無人固定翼機、無人傘翼機等等。該無人機可以用于掛載拍攝裝置,用于航拍、測繪、偵查等等。
目前,隨著無人機應用越來越普及,出現了更多航飛速度更快、飛行高度更高、更加操作靈活、體積更小的無人飛行器。而隨著飛行速度及飛行高度的不斷增加,加上飛行器本體越來越小,對飛行器本身的性能要求也越來越高,具體的,飛行器飛行速度及高度的提升,將導致飛行器根據操控要求實現懸停的難度提高;小型飛行器在室內或空間較為隱蔽的地方飛行時由于無法實現衛(wèi)星定位或衛(wèi)星定位精度差,而無法實現定點懸停的問題,上述問題將導致無人飛行器存在一定的安全隱患,同時對操控者而言,也無法體驗到良好的飛行操控效果。
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(gps)的應用是基于衛(wèi)星發(fā)射信號給定位端,當定位端同時收到4顆以上的衛(wèi)星信號后,再根據相關的定位算法算出其當前所處位置的三維坐標、速度和時間等。然而,這種定位原理的前提是要能接收到衛(wèi)星信號,這就將gps模塊的使用限制在室外且能夠接收到良好的衛(wèi)星信號的環(huán)境下。在室內等衛(wèi)星信號不好的一些環(huán)境下,我們無法接收到符合要求的衛(wèi)星信號,或者是完全接收不到信號,并且這個信號產生的gps位置信息的誤差變得非常大,幾乎無法使用。
然而,在實際的應用中,無人機通常需要工作在衛(wèi)星信號不好的環(huán)境下,如室內環(huán)境等。所以,在正常gps信號無法滿足需求的情況下,有必要研究和開發(fā)出一套行之有效的定位系統(tǒng)。例如,對比文件1(cn104932523a)公開一種無人飛行器的定位方法,該方法通過無人飛行器上的攝像頭獲取視頻流圖像信息,根據解析視頻圖像信息得到特征點信息以及高度信息和姿態(tài)信息,得到飛行器的漂移方向和漂移距離,融合成視頻流定位信息,再通過獲取衛(wèi)星定位信號,將衛(wèi)星定位信號和視頻流定位信號進行融合處理后,得到精度的定位信息。
當前,已經有一些關于無人機不依賴于gps信號進行定位的專利,如光流定位技術、慣性設備與超生波測距相結合定位技術、攝像頭圖像結合雷達避障系統(tǒng)定位技術以及攝像頭圖像對比定位技術等。盡管這些方法在一定程度上可以較好地用于無人機在無gps信號下的定位,但仍存在一些局限性。如使用光流或攝像頭圖像定位技術,不僅成本較高,而且還需要復雜的圖像處理算法;而使用慣性測量器件等,則定位精度會受到一定的限制;同時,采用雷達避障則需要高精度的雷達掃描系統(tǒng),價格昂貴、結構復雜。
技術實現要素:
本發(fā)明正是基于以上一個或多個問題,提供一種無人飛行器定位方法及定位系統(tǒng),用以解決現有技術中當gps信號定位不能使用時存在的無人飛行器定位成本高昂,以及定位不及時、不準確的問題。
本發(fā)明提供一種無人飛行器定位方法,所述無人飛行器定位方法包括以下步驟:
s010在指定空間的一平面內設置m個超聲波接收器,其中m為大于等于3的整數;
s020依據所述超聲波接收器接收所述無人飛行器發(fā)射的超聲波信號以及輔助同步定位信號,計算各超聲波接收器距離所述無人飛行器的距離;
s030選取有效超聲波接收器,構建距離方程組;
s040計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息,進行定位數據處理得出當前時刻的真實定位值;
s050將所述真實定位值轉換為經緯度數據并發(fā)送至所述無人飛行器。
優(yōu)選地,步驟s050進一步包括以下步驟:
s051依據所述真實定位值計算出所述無人飛行器的運動距離;
s052依據運動距離轉換為所述經緯度的變化值;
s053依據所述經緯度的變化值以及所述經緯度發(fā)生變化時的經緯度值,得到當前時刻所述無人飛行器所在位置的經緯度值。
優(yōu)選地,所述步驟s050在步驟s053之后還包括以下步驟:
s054將所述經緯度值依據ublox協(xié)議放大預定倍數并發(fā)送至所述無人飛行器。
優(yōu)選地,步驟s020具體包括:
s021所述無人飛行器發(fā)射超聲波信號和輔助同步定位信號,記錄為初始時刻t0;
s022一公共定時器接收到所述輔助同步定位信號時,記錄為開始時刻t1;
s023所述m個超聲波接收器接收到所述超聲波信號,分別記錄結束時刻t2、t3…tm+1;
s024獲取所述結束時刻t2、t3…tm+1與所述開始時刻t1的時間差,之后分別計算各所述接收器至所述無人飛行器的距離。
優(yōu)選地,步驟s030具體包括:
s031從所述m個超聲波接收器中篩選出有效超聲波接收器,通過所述有效超聲波接收器可獲得所述有效超聲波接收器距離所述無人飛行器的有效距離值;
s032判斷以所述有效超聲波接收器作為頂點能否構建出至少一個矩形;
s033若能,依據各所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,分別構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組,依據所述距離方程組獲取所述無人飛行器當前的位置信息。
優(yōu)選地,步驟s030還進一步包括:
s034若不能,則判斷所述有效超聲波接收器的數量是否大于等于3個;
s035若大于等于3個,則判斷以所述有效超聲波接收器為頂點能否構建出直角三角形;
s036若能構建出直角三角形,則依據各所述直角三角形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組。
優(yōu)選地,步驟s040進一步包括:
s041計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息;
s042依據所述無人飛行器在預設時間內的連續(xù)至少4次歷史定位信息以及相應的歷史預測位置信息,計算所述無人飛行器在空間坐標x、y、z軸上的分量的各歷史定位信息與相對應的歷史預測位置信息之間的實際偏差值以及所述歷史預測位置信息的歷史預測偏差值;
s043依據所述實際偏差值,獲取當前時刻所述無人飛行器在空間坐標x、y、z軸上的分量的預測模糊值;
s044依據所述歷史預測偏差值與預測模糊值,計算出噪聲偏差;
s045依據所述預測模糊值以及所述噪聲偏差計算出當前時刻的真實定位值的加權系數;
s046依據所述加權系數、當前時刻的預測位置信息以及當前時刻所述無人飛行器的測量位置信息,計算出所述無人飛行器當前時刻的所述真實定位值。
本發(fā)明還一種無人飛行器定位系統(tǒng),所述無人飛行器定位系統(tǒng)包括:
超聲波接收器設置模塊,用于在指定空間的一平面內設置m個超聲波接收器,其中m為大于等于3的整數;
距離計算模塊,用于依據所述超聲波接收器接收所述無人飛行器發(fā)射的超聲波信號以及輔助同步定位信號,計算各超聲波接收器距離所述無人飛行器的距離;
方程組構建模塊,用于選取有效超聲波接收器,構建出距離方程組;
定位數據處理模塊,用于計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息,進行定位數據處理得出當前時刻的真實定位值;
經緯度轉換模塊,用于將所述真實定位值轉換為經緯度數據并發(fā)送至所述無人飛行器。
優(yōu)選地,所述方程組構建模塊具體包括:
有效距離值獲取單元,用于從所述m個超聲波接收器中篩選出有效超聲波接收器,通過所述有效超聲波接收器可獲得所述有效超聲波接收器距離所述無人飛行器的有效距離值;
第一判斷單元,用于判斷以所述有效超聲波接收器作為頂點能否構建出至少一個矩形;
位置信息獲取單元,用于在能構建出至少一個矩形的情況下,依據各所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,分別構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組,依據所述距離方程組獲取所述無人飛行器當前的位置信息;
第二判斷單元,用于在不能構建出矩形的情況下,判斷所述有效超聲波接收器的數量是否大于等于3個;
第三判斷單元,用于在有效超聲波接收器的數量大于等于3個時,判斷以所述有效超聲波接收器為頂點能否構建出直角三角形;
距離方程組構建單元,用于在能構建出直角三角形時,依據各所述直角三角形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組。
本發(fā)明進一步提供一種無人飛行器定位系統(tǒng),所述無人飛行器定位系統(tǒng)包括:處理器、存儲器、m個超聲波接收器、設于所述無人飛行器上的超聲波發(fā)射器,其中m為大于等于3的整數;所述m個超聲波接收器設在指定空間的一平面內,接收所述超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波信號;所述存儲器存儲有程序指令;所述處理器調用所述存儲器的程序指令以實現以下功能:
s020依據所述超聲波接收器接收所述無人飛行器發(fā)射的超聲波信號以及輔助同步定位信號,計算各超聲波接收器距離所述無人飛行器的距離;
s030選取有效超聲波接收器,構建距離方程組;
s040計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息,進行定位數據處理得出當前時刻的真實定位值;
s050將所述真實定位值轉換為經緯度數據并發(fā)送至所述無人飛行器。
本發(fā)明提供的無人飛行器定位方法及定位系統(tǒng),具有定位成本低廉、無需gps信號也能實現實時準確定位的優(yōu)點。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施方式一的無人飛行器定位方法的流程示意圖;
圖2是本發(fā)明實施方式二的無人飛行器定位系統(tǒng)的結構示意圖;
圖3是本發(fā)明實施方式三的無人飛行器定位系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。需要說明的是,如果不沖突,本發(fā)明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結合,均在本發(fā)明的保護范圍之內。
實施方式一
如圖1所示,本發(fā)明提供一種無人飛行器定位方法,所述無人飛行器定位方法包括以下步驟:
s010在指定空間的一平面內設置m個超聲波接收器,其中m為大于等于3的整數;這里可以依據指定空間的大小,在該空間內依據需要設置多個超聲波接收器,以便于無人飛行器在飛行過程中發(fā)射的超聲波信號能被至少三個超聲波接收器接收到,從而有助于很好地對無人飛行器進行定位;
s020依據所述超聲波接收器接收所述無人飛行器發(fā)射的超聲波信號以及輔助同步定位信號,計算各超聲波接收器距離所述無人飛行器的距離;
s030選取有效超聲波接收器,構建距離方程組;這里依據有效超聲波接收器與無人飛行器的距離來構建距離方程組。通過選取出有效超聲波接收器,這樣避免了在定位計算時因超聲波接收器的數據錯誤導致定位結果不準確;
s040計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息,進行定位數據處理得出當前時刻的真實定位值;通過數據處理去除噪聲和誤差等,得到更精確的定位值,這個作為真實定位值,可以保證無人飛行器的飛行安全,較好地避開障礙物。由于無人飛行器在某些比較狹小的空間飛行中,對定位精度的要求比較高,獲得真實定位值,將使得用戶在狹小空間如客廳、臥室等室內空間操作無人飛行器的用戶體驗更好;
s050將所述真實定位值轉換為經緯度數據并發(fā)送至所述無人飛行器。通過將真實定位值轉換成經緯度數據,使得無需改變無人飛行器的飛控系統(tǒng),降低了無需使用gps信號的無人飛行器的定位成本。
本發(fā)明提供的無人飛行器定位方法,具有定位成本低廉、無需gps信號也能實現實時準確定位的優(yōu)點。
在一個具體實施例中,步驟s050進一步包括以下步驟:
s051依據所述真實定位值計算出所述無人飛行器的運動距離;
s052依據運動距離轉換為所述經緯度的變化值;
s053依據所述經緯度的變化值以及所述經緯度發(fā)生變化時的經緯度值,得到當前時刻所述無人飛行器所在位置的經緯度值。
進一步地,所述步驟s050在步驟s053之后還包括以下步驟:
s054將所述經緯度值依據ublox協(xié)議放大預定倍數并發(fā)送至所述無人飛行器。
具體來說,上述步驟s050可以通過以下轉換方法:
一種是先計算出在經緯方向上的發(fā)生的位移l,然后,使用地球半徑r和反三角函數公式求取位移對應的角度θ,即θ=2arcsin(l/r)。
另一種是根據經緯度的系數計算公式θ=l/111319550進行轉換。地球的子午線總長度大約40008km。由此可知以下對應關系:
平均緯度1度對應距離大約111km;
平均緯度1分對應距離大約1.85km;
平均緯度1秒對應距離大約30.9m;
平均經度1度對應距離約為40075.04km/360=111.31955km;
平均經度1分對應距離約為111.31955km/60=1885.3m;
平均經度1秒對應距離約為1885.3m/60=30.92m。
本發(fā)明所使用的計算方法將計算的相對基準點放在赤道上面,這樣就簡化了計算過程和單片機的運算量,并采用gps的數據格式來表示指定空間定位如室內定位所得到的相對坐標,從而兼容于ublox協(xié)議數據。
在本發(fā)明所使用的計算方法中,在指定空間如室內測到位移l一般最大只有7m,而地球赤道的半徑約為6356000m,此時l所對應的夾角θ可以認為趨近于0,根據推導公式limθ→0sinθ=θ可以得到sinθ/2=l/2r,進而可以認為θ=l/r。
同時,為了使得到的經緯度數據能夠與ublox協(xié)議數據相兼容,需要對經緯度做一次倍數放大,如放大10000000倍,即θ=10000000/6356000*l=1.5733l,所以,我們每次求出經緯度方向的位移后,可以直接按照1.5733l來換算為經緯度。
在一個具體實施例中,步驟s020具體包括:
s021所述無人飛行器發(fā)射超聲波信號和輔助同步定位信號,記錄為初始時刻t0;
s022一公共定時器接收到所述輔助同步定位信號時,記錄為開始時刻t1;
s023所述m個超聲波接收器接收到所述超聲波信號,分別記錄結束時刻t2、t3…tm+1;
s024獲取所述結束時刻t2、t3…tm+1與所述開始時刻t1的時間差,之后分別計算各所述接收器至所述無人飛行器的距離。
在一個具體實施例中,步驟s030具體包括:
s031從所述m個超聲波接收器中篩選出有效超聲波接收器,通過所述有效超聲波接收器可獲得所述有效超聲波接收器距離所述無人飛行器的有效距離值;
s032判斷以所述有效超聲波接收器作為頂點能否構建出至少一個矩形;
s033若能,依據各所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,分別構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組,依據所述距離方程組獲取所述無人飛行器當前的位置信息。
在一個具體實施例中,步驟s030還進一步包括:
s034若不能,則判斷所述有效超聲波接收器的數量是否大于等于3個;
s035若大于等于3個,則判斷以所述有效超聲波接收器為頂點能否構建出直角三角形;
s036若能構建出直角三角形,則依據各所述直角三角形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組。
在一個具體實施例中,步驟s030中,設定所述有效超聲波接收器的數量為9個,且9個所述有效超聲波接收器呈“田”字形分布在同一平面101上時,則構造出9個矩形,其中a、b、c、d為四個最基本的矩形,經過組合可以構造出9個矩形,依據9個所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器至各所述超聲波接收器的距離,構建9個所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組。
具體來說,當超聲波接收器數目為9個時,將9個超聲波接收器(傳感器)放在同一平面,并按照一個“田”字的形狀進行安放,使得每個位置的z軸相同,三縱向方向上的超聲波接收器的x軸相同,三橫向方向上的超聲波接收器的y軸相同。這種排布方式,可以極大地簡化三點坐標的距離方程組。在測量時,可以得到9個距離數據,用數組sarray[9]表示,只需要在其中挑選出三個數據(去掉最小數據)就可以了。
本發(fā)明采用的方法是對數組sarray[9]按照數值從小到大的方法排序,根據立體幾何上的空間內的點之間的距離變化為線性規(guī)律變化,也就是說在測量得到的距離值經過排序后,最小的四個數據,一定是個四邊形,所以就可以按照空間兩點的距離方程,列出三元二次方程,通過設置的特殊位置,即可消元降次,解出需要的3維坐標。
但是,在實際中,一方面由于超聲波接收器本身的測量誤差和外界的干擾,測量得到的距離存在5cm左右的誤差,另一方面由于超聲波信號的發(fā)射和接收存在角度限制,導致出現丟失一組或幾組數據的問題。這些問題單靠濾波算法無法完全解決,總會出現定位數據波動過大,使得排序所得到的數據并非符合實際,即四個數據可能不會在同一個四邊形上,而是會在散落在不同的四邊形上。
本發(fā)明為避免由于干擾和測量失敗導致排序算法的數據錯亂的問題,首先,從設有多個超聲波接收器的平面中選出分布呈“田”字型的9個超聲波接收器,以構建出九種可能的四邊形。由于可接收到九個距離值,每個距離值都可以找到對應的平面坐標位置,也就是說,如果收到的數據在4個或4個以上,就一定會產生一個四邊形的組合,而在這個四邊形里,我們只需要三組數據就可以完成空間坐標的解算。并且當數據超過6組以上時,我們可以通過計算多組四邊形的得到多個空間坐標,將其過濾和平滑之后,空間坐標會變得更準確。
最后使用的計算方法為:根據九種四邊形的組合,列出九種組合各自需要的平面坐標,將每種組合需要的坐標和距離代入距離方程組中,如果缺少相應的距離,就不計算,這樣計算9次,然后將數據進行平滑濾波處理,從而得到該無人飛行器當前準確的空間坐標。雖然需要進行九次計算,對于人來說是很麻煩的,但是當下處理器處理速度來看,九次簡單的計算量非常小。
此外,在其它實施例中,有效超聲波接收器的數量可以為其它大于等于3個的數據,如4個、5個、6個、7個或8個,步驟s400進一步包括:若所述有效超聲波接收器的數量為6個或7個時,構建至多3個矩形,依據至多3個矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器至各所述超聲波接收器的距離,構建至多3個所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組;或者若所述有效超聲波接收器的數量為4個或5個時,構建至多1個矩形,當構建出一個矩形時,依據所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器至各所述超聲波接收器的距離,構建一個所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組;若所述有效超聲波接收器的數量為8個時,構建至多6個矩形,當構建出6個矩形時,依據6個所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器至各所述超聲波接收器的距離,構建6個所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組。
在一個具體實施例中,步驟s040進一步包括:
s041計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息;
s042依據所述無人飛行器在預設時間內的連續(xù)至少4次歷史定位信息以及相應的歷史預測位置信息,計算所述無人飛行器在空間坐標x、y、z軸上的分量的各歷史定位信息與相對應的歷史預測位置信息之間的實際偏差值以及所述歷史預測位置信息的歷史預測偏差值;
s043依據所述實際偏差值,獲取當前時刻所述無人飛行器在空間坐標x、y、z軸上的分量的預測模糊值;
s044依據所述歷史預測偏差值與預測模糊值,計算出噪聲偏差;
s045依據所述預測模糊值以及所述噪聲偏差計算出當前時刻的真實定位值的加權系數;
s046依據所述加權系數、當前時刻的預測位置信息以及當前時刻所述無人飛行器的測量位置信息,計算出所述無人飛行器當前時刻的所述真實定位值。
實施方式二
如圖2所示,本發(fā)明基于上述實施方式一的無人飛行器定位方法,還提供一種無人飛行器定位系統(tǒng),所述無人飛行器定位系統(tǒng)包括:
超聲波接收器設置模塊10,用于在指定空間的一平面內設置m個超聲波接收器,其中m為大于等于3的整數;
距離計算模塊20,用于依據所述超聲波接收器接收所述無人飛行器發(fā)射的超聲波信號以及輔助同步定位信號,計算各超聲波接收器距離所述無人飛行器的距離;
方程組構建模塊30,用于選取有效超聲波接收器,構建出距離方程組;
定位數據處理模塊40,用于計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息,進行定位數據處理得出當前時刻的真實定位值;
經緯度轉換模塊50,用于將所述真實定位值轉換為經緯度數據并發(fā)送至所述無人飛行器。
本發(fā)明提供的無人飛行器定位系統(tǒng),具有定位成本低廉、無需gps信號也能實現實時準確定位的優(yōu)點。
優(yōu)選地,所述方程組構建模塊30具體包括:
有效距離值獲取單元,用于從所述m個超聲波接收器中篩選出有效超聲波接收器,通過所述有效超聲波接收器可獲得所述有效超聲波接收器距離所述無人飛行器的有效距離值;
第一判斷單元,用于判斷以所述有效超聲波接收器作為頂點能否構建出至少一個矩形;
位置信息獲取單元,用于在能構建出至少一個矩形的情況下,依據各所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,分別構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組,依據所述距離方程組獲取所述無人飛行器當前的位置信息;
第二判斷單元,用于在不能構建出矩形的情況下,判斷所述有效超聲波接收器的數量是否大于等于3個;
第三判斷單元,用于在有效超聲波接收器的數量大于等于3個時,判斷以所述有效超聲波接收器為頂點能否構建出直角三角形;
距離方程組構建單元,用于在能構建出直角三角形時,依據各所述直角三角形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組。
實施方式三
如圖3所示,本發(fā)明進一步提供一種無人飛行器定位系統(tǒng),所述無人飛行器定位系統(tǒng)包括:處理器100、存儲器200、m個超聲波接收器、設于所述無人飛行器上的超聲波發(fā)射器300,其中m為大于等于3的整數;所述m個超聲波接收器設在指定空間的一平面內,接收所述超聲波發(fā)射器300發(fā)射的超聲波信號;所述存儲器200存儲有程序指令;所述處理器100調用所述存儲器200的程序指令以實現以下功能:
s020依據所述超聲波接收器接收所述無人飛行器發(fā)射的超聲波信號以及輔助同步定位信號,計算各超聲波接收器距離所述無人飛行器的距離;
s030選取有效超聲波接收器,構建距離方程組;
s040計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息,進行定位數據處理得出當前時刻的真實定位值;
s050將所述真實定位值轉換為經緯度數據并發(fā)送至所述無人飛行器。
本發(fā)明提供的無人飛行器定位系統(tǒng),具有定位成本低廉、無需gps信號也能實現實時準確定位的優(yōu)點。
優(yōu)選地,步驟s050進一步包括以下步驟:
s051依據所述真實定位值計算出所述無人飛行器的運動距離;
s052依據運動距離轉換為所述經緯度的變化值;
s053依據所述經緯度的變化值以及所述經緯度發(fā)生變化時的經緯度值,得到當前時刻所述無人飛行器所在位置的經緯度值。
優(yōu)選地,所述步驟s050在步驟s053之后還包括以下步驟:
s054將所述經緯度值依據ublox協(xié)議放大預定倍數并發(fā)送至所述無人飛行器。
優(yōu)選地,步驟s020具體包括:
s021所述無人飛行器發(fā)射超聲波信號和輔助同步定位信號,記錄為初始時刻t0;
s022一公共定時器接收到所述輔助同步定位信號時,記錄為開始時刻t1;
s023所述m個超聲波接收器接收到所述超聲波信號,分別記錄結束時刻t2、t3…tm+1;
s024獲取所述結束時刻t2、t3…tm+1與所述開始時刻t1的時間差,之后分別計算各所述接收器至所述無人飛行器的距離。
優(yōu)選地,步驟s030具體包括:
s031從所述m個超聲波接收器中篩選出有效超聲波接收器,通過所述有效超聲波接收器可獲得所述有效超聲波接收器距離所述無人飛行器的有效距離值;
s032判斷以所述有效超聲波接收器作為頂點能否構建出至少一個矩形;
s033若能,依據各所述矩形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,分別構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組,依據所述距離方程組獲取所述無人飛行器當前的位置信息。
優(yōu)選地,步驟s030還進一步包括:
s034若不能,則判斷所述有效超聲波接收器的數量是否大于等于3個;
s035若大于等于3個,則判斷以所述有效超聲波接收器為頂點能否構建出直角三角形;
s036若能構建出直角三角形,則依據各所述直角三角形的頂點坐標以及所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離,構建所述無人飛行器距離各所述超聲波接收器的距離方程組。
優(yōu)選地,步驟s040進一步包括:
s041計算出所述無人飛行器當前時刻的定位信息;
s042依據所述無人飛行器在預設時間內的連續(xù)至少4次歷史定位信息以及相應的歷史預測位置信息,計算所述無人飛行器在空間坐標x、y、z軸上的分量的各歷史定位信息與相對應的歷史預測位置信息之間的實際偏差值以及所述歷史預測位置信息的歷史預測偏差值;
s043依據所述實際偏差值,獲取當前時刻所述無人飛行器在空間坐標x、y、z軸上的分量的預測模糊值;
s044依據所述歷史預測偏差值與預測模糊值,計算出噪聲偏差;
s045依據所述預測模糊值以及所述噪聲偏差計算出當前時刻的真實定位值的加權系數;
s046依據所述加權系數、當前時刻的預測位置信息以及當前時刻所述無人飛行器的測量位置信息,計算出所述無人飛行器當前時刻的所述真實定位值。
以上對本發(fā)明所提供的一種無人飛行器定位方法及定位系統(tǒng),進行了詳細介紹,本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述,以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想;同時,對于本領域的一般技術人員,依據本發(fā)明的思想,在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內容僅為本發(fā)明的實施方式,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。不應理解為對本發(fā)明的限制。