[发明专利]车载消防旋翼无人机TOA协同定位方法

说明书

本发明公开了一种车载消防旋翼无人机TOA协同定位方法，包括以下步骤：UWB模块安装与部署：采用地面三辆机动消防车作为定位平台，在每辆车的车顶上部署并安装四个UWB模块；每辆机动消防车车顶平台部署一架消防旋翼无人机，每架旋翼无人机上安装一个UWB模块；消防旋翼无人机UWB模块坐标解算；消防旋翼无人机UWB模块TOA传感器数据采集；消防旋翼无人机空间位置解算。本发明在城市楼宇间GPS信号不可靠、信号弱或拒止条件下，通过多辆小型机动消防车TOA协同定位方式，实现消防旋翼无人机空间位置的精确可靠解算，从而为消防旋翼无人机自主或半自主飞行提供先决条件，提高消防员作业时的安全性。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体涉及一种车载消防旋翼无人机TOA协同定位方法。

背景技术

城市消防问题一直是困扰城市经济发展的重大难题，一旦扑救不及时，会造成巨大的财产、人员伤亡损失。据不完全统计，中国现有100米以上高楼数以万计，未来10年，中国摩天大楼的增长速度和数量将傲视全球。超高层建筑的崛起，给城市消防带来巨大压力。目前，高楼消防通常采用搭建云梯使用高压水枪喷射灭火，国内目前最高灭火云梯仅101米，且造价极其昂贵、体型庞大笨重，无法在交通繁忙、道路狭窄的城市消防中大规模普及。而小型化的消防车又达不到对高层建筑灭火的高度。近年来，国内外旋翼无人机技术得到了飞速发展，并逐步向军民应用领域挺近，已有多家企业和科研机构开始研发用于消防的无人机样机。由于消防作业环境的危险性和特殊性，业内通常要求消防旋翼无人机作业时能实现自主或半自主飞行(包括定点悬停)，消防员仅需在消防车内或安全区域监控无人机飞行和作业，从而减轻消防员的工作压力，提高其作业时的安全性。要实现消防无人机作业时的自主或半自主飞行，必须首先解决城市楼宇间消防无人机的精确定位问题。

目前，室外消防无人机均采用GPS进行定位，由于GPS定位本身固有的缺陷，当消防无人机位于城市高层建筑楼宇之间时，GPS信号很容易被阻挡，从而出现信号不可靠、信号弱或无信号的拒止情形。因此，目前传统的基于GPS定位的消防无人机无法有效履行楼宇之间的消防定位问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载消防旋翼无人机TOA协同定位方法，解决城市建筑楼宇间GPS不可靠或无信号等拒止条件下的精确定位问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种车载消防旋翼无人机TOA协同定位方法，包括以下步骤：

第一步，UWB模块安装与部署：采用地面三辆机动消防车作为定位平台，在每辆车的车顶上部署并安装四个UWB模块；每辆机动消防车车顶平台部署一架消防旋翼无人机，每架旋翼无人机上安装一个UWB模块；

第二步，消防旋翼无人机UWB模块坐标解算；

第三步，消防旋翼无人机UWB模块TOA传感器数据采集；

第四步，消防旋翼无人机空间位置解算。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)在城市楼宇间GPS信号不可靠、信号弱或拒止条件下，通过多辆小型机动消防车TOA协同定位方式，实现消防旋翼无人机空间位置的精确可靠解算，从而为消防旋翼无人机自主或半自主飞行提供先决条件，达到减轻消防员工作压力和负担，提高消防员作业时的安全性；(2)本发明的定位方法中消防旋翼无人机以地面小型化消防车为平台，显著提高了城市间消防通行机动能力和应对突发消防事件的反应处理速度；由于消防旋翼无人机仅搭载在原有的消防车上，与之前传统的消防功能并不冲突，可有效实现功能互补。

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

附图说明

图1为第i辆消防车坐标系及UWB基站部署示意图。

图2为消防旋翼无人机W_i空间位置坐标解算流程图。

图3为典型工况下三辆消防车部署位置示意图。