[发明专利]基于视觉的多无人机协同对地目标定位方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉的多无人机协同对地目标定位方法，其包括：步骤S1：建立坐标系；步骤S2：基于多无人机对目标协同观测几何学模型的目标位置初值计算：利用多无人机对目标的观测信息，利用坐标变换将多架无人机观测量统一到世界坐标系下，再利用对目标观测的几何学模型计算目标初始位置；步骤S3：基于端到端滤波模型的协同目标位置与状态估计。本发明具有原理简单、应用范围广、定位精度高等优点。

技术领域

本发明主要涉及到无人机技术领域，特指一种基于视觉的多无人机协同对地目标定位方法，可用于具有视觉传感器的无人机集群对地面目标进行持续定位。

背景技术

近年来，无人机被广泛的运用在民用和军用领域，执行特定区域搜寻救援、目标侦查、物资运输与投递、灾害侦查等任务。无人机完成这些任务的一个重要的前提条件是对地面目标进行准确的目标定位。

一般来说，无人机是利用自身传感器对目标进行观测，获得目标精确的地理空间状态信息；如目标在某地理坐标系下的位置、速度等信息，这个过程被称为目标定位。

目前，现有技术中无人机对地目标定位的方法主要有两类：

第一类是有源定位方法，使用激光测距仪等主动对地面目标发射信号的设备，通过测量地面目标与无人机间的距离实现目标定位，这种方法定位精度高，但受制于激光测距仪的作用距离。

第二类是无源定位方法，使用视觉等被动传感器，结合无人机位置与姿态信息，利用无人机和目标间的几何关系解算目标位置，这种方法中无人机不主动发射辐射源隐蔽性更强，且视觉传感器成本更低。无源定位方法的难点在于降低无人机位置姿态信息的误差对目标定位精度的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、应用范围广、定位精度高的基于视觉的多无人机协同对地目标定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于视觉的多无人机协同对地目标定位方法，其包括：

步骤S1：建立坐标系；

步骤S2：基于多无人机对目标协同观测几何学模型的目标位置初值计算：利用多无人机对目标的观测信息，利用坐标变换将多架无人机观测量统一到世界坐标系下，再利用对目标观测的几何学模型计算目标初始位置；

步骤S3：基于端到端滤波模型的协同目标位置与状态估计。

作为本发明的进一步改进：所述坐标系包括建立大地坐标系、世界坐标系、机载北东地坐标系、机体坐标系、吊舱坐标系、相机坐标系、图像坐标系中的一种或多种。