[发明专利]一种基于超宽带定位的无人机机库降落方法

说明书

本发明公开了一种基于超宽带定位的无人机机库降落方法。利用GPS卫星导航系统使得无人机飞行至机库上方空域；利用气压定高计结合超声波雷达，实时检测降落时离机库停机坪的高度；利用机库四角和无人机上的超宽带基站计算出无人机分别与机库四角的超宽带基站之间的距离，解算成无人机分别与机库四角的超宽带基站之间的水平距离；用基于“可信度算子”的内三角形质心算法实时检测并处理获得无人机与机库的停机坪中心的水平位置偏差，进而调整无人机水平位置并降落。本发明能够更实时精确调整无人机水平位置并降落，提高了定位精度，实现了无人机的精准降落，缓解了现有技术中存在的定位误差较大导致无人机机库降落成功率下降的问题。

技术领域

本发明属于无人机控制技术领域的一种，尤其涉及了一种基于超宽带(UWB)定位的无人机机库降落方法。

背景技术

目前无人机机库降落多采用RTK定位或采用一个标记图像进行辅助降落，存在以下几点局限性：

1、虽然RTK定位精度误差小(10cm)，但是易被干扰且RTK信息容易出现丢失，这会导致无人机机库降落误差较大，从而导致无人机降落到机库外；

2、只有一个标记图像﹐需要将相机采集该标记的整体图像﹐识别图像中心点，才能实现精确降落，即需要将相机对准该标记才能实现精确降落。但是，当无人机飞行高度较大时，为了相机能够采集到标记的整体图像，标记图像的面积一般较大；当无人机下降到一定高度后相机便无法采集该标记的整体图像，导致无法识别图像中心点，无人机会在空中相对降落点出现尺度漂移等情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于超宽带定位的无人机机库降落方法，提高了定位精度，实现了无人机的精准降落，缓解了现有技术中存在的定位误差较大导致无人机机库降落成功率下降的问题。

本发明的技术方案为：

步骤一、利用无人机的GPS卫星导航系统使得无人机飞行至机库上方空域；

步骤二、利用无人机的气压定高计结合超声波雷达，实时检测无人机降落时离机库停机坪的高度；

步骤三、利用机库四角和无人机上的超宽带基站，根据改进双边双向测距(DS-TWR)方法，计算出无人机分别与机库四角的超宽带基站之间的距离；

步骤四、将步骤二和步骤三中计算出的数据解算成无人机分别与机库四角的超宽带基站之间的水平距离；

步骤五、根据步骤四的结果用基于“可信度算子”的内三角形质心算法实时检测并处理获得无人机与机库的停机坪中心的水平位置偏差；

步骤六、根据水平位置偏差调整无人机水平位置并降落。

布置五个超宽带基站，其中一个作为标签基站，另四个作为固定基站；标签基站固定安装在无人机上，四个固定基站固定布置在无人机机库的四角，且四个固定基站顶部与机库的停机坪高度齐平，位于同一水平面上。

所述的无人机上还安装有GPS卫星导航系统、气压定高计、超声波雷达。

所述的基于“可信度算子”的内三角形质心算法具体如下：

S1、以每三个固定基站为一组基站，将标签基站T与一组基站中每个固定基站A_i(x_i，y_i)的水平距离为di，i＝1，2，3；以每个固定基站的位置为圆心，各自到标签基站T的水平距离为半径作圆，进而根据每个固定基站A1、A2、A3各自到标签基站T的水平距离获得标签基站的三个近似特征位置B、C、D，根据公式求出和固定基站A1相邻近的近似特征位置B坐标：