[发明专利]一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统

权利要求书

1.一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，包括：激光数据和机载IMU数据及Vicon数据获取模块、数据融合模块、激光SLAM误差估计模块、位置环姿态环参数修正模块、输出模块，其中所述的激光数据和机载IMU数据及Vicon数据获取模块用以采集惯性坐标系中机体的位姿信息和Vicon坐标系中的机体位姿信息；

所述的数据融合模块与激光数据和机载IMU数据及Vicon数据获取模块连接，用以融合IMU和激光进行激光SLAM定位、融合SLAM定位数据和Vicon位置数据计算出SLAM定位误差和位置环误差、融合IMU和Vicon姿态数据计算姿态环误差；

所述的激光SLAM误差估计模块与数据融合模块连接，最小化位置误差，得到SLAM优化参数；

所述的位置环姿态环参数修正模块与数据融合模块和激光SLAM误差估计模块连接，运用激光SLAM误差估计模块得到的优化参数进行无人机的定位，最小化位置环控制误差，优化姿态环的控制参数；

所述的输出模块与激光SLAM误差估计模块和位置环姿态环参数修正模块连接，用以接收SLAM优化参数和无人机的两个控制环优化参数。

2.根据权利要求1所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述的激光数据和机载IMU数据及Vicon数据获取模块包括Pixhawk飞控集成三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、单线激光雷达、lidar-lite和Vicon数据采集模块。

3.根据权利要求2所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述的三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计用以测量机体坐标系下角速度、加速度和姿态角，单线激光雷达数据采集模块用来获取机体坐标系下的周围障碍物环境信息以及机体的高度信息，Vicon数据采集模块用来获取机体在Vicon坐标系下的数据。

4.根据权利要求3所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述的数据融合模块包括SLAM定位模块、SLAM误差计算模块和姿态环误差计算模块。

5.根据权利要求4所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述的SLAM定位模块与三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计和单线激光雷达数据采集模块连接，使用姿态数据和周围障碍物信息数据进行建图定位，所述的SLAM误差计算模块使用Vicon数据采集模块获取的位置真值求解SLAM定位模块的定位误差，所述的姿态环误差计算模块使用Vicon数据采集模块获取的姿态真值计算IMU的姿态解算误差。

6.根据权利要求5所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述Vicon数据采集模块使用激光数据和机载IMU数据及Vicon数据获取模块所提供的Vicon数据进行采样操作得到一定频率的Vicon数据，所述的SLAM误差计算模块与SLAM定位模块连接，使用Vicon采样后的位置数据计算三维方向位置误差。

7.根据权利要求6所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述的Vicon数据采集模块的采集频率为30Hz。

8.根据权利要求1所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述的激光SLAM误差估计模块与数据融合模块连接，使用Vicon读取的位置信息计算SLAM定位误差，得到定位算法优化参数。

9.根据权利要求1所述的一种利用Vicon的无人机激光定位的调试系统，其特征在于，所述的位置环姿态环参数修正模块与数据融合模块和激光SLAM误差估计模块连接，使用激光SLAM误差估计模块提供优化参数的定位值，对无人机的飞行进行控制，然后利用Vicon的位置数据修正控制参数。