[发明专利]一种无人机编队协同导航方法

摘要

本发明公开了一种无人机编队协同导航方法。在无人机编队中，长机无人机节点搭载惯性导航系统、GPS接收机，通过机载惯导/GPS融合滤波对姿态、速度、位置进行估计，得到长机无人机节点高精度的姿态、速度和位置导航信息，其余无人机节点搭载惯性导航系统、视觉导航设备、光流传感器，通过视觉导航设备获得与长机的相对距离、俯仰角、方位角数学解算出相邻与长机无人机节点的绝对位置信息，光流传感器解算得到无人机的速度信息，通过卡尔曼滤波对机载的惯导误差进行修正。此外，编队中距离长机较远的无人机节点通过视觉导航设备解算得到与其它无人机节点的相对距离，并据此解算出绝对位置信息。

主权项

1.一种无人机编队协同导航方法，其特征在于，无人机编队包含4架无人机节点：无人机节点1～4，包括以下步骤：(1)建立机体坐标系和导航坐标系；(2)在无人机节点1上搭载惯性导航系统和GPS接收机，周期读取k时刻无人机节点1的机载传感器信息，包括速度信息、位置信息，陀螺仪信息和加速度计信息；(3)预测k时刻无人机节点i的姿态四元数、速度和位置信息，其中i＝1,2,3,4；(4)利用卡尔曼滤波器，对k时刻的无人机节点1的姿态四元数、速度、位置信息进行校正，得到无人机节点1的高精度导航信息；(5)在无人机节点i上搭载惯性导航系统、视觉导航设备和光流传感器，周期性读取k时刻无人机节点i的机载传感器信息，包括相对于无人机节点1的距离信息、俯仰角和方位角，以及通过光流解算出的速度信息、陀螺仪信息和加速度计信息，其中i＝2,3,4；(6)根据相对于无人机节点1的距离信息、俯仰角和方位角解算出无人机节点2和无人机节点3的绝对位置信息；(7)利用卡尔曼滤波器，根据无人机节点2和无人机节点3的位置信息和速度信息对k时刻的姿态四元数、速度、位置信息进行校正，得到无人机节点2和无人机节点3的高精度导航信息；(8)根据无人机节点1～3的位置信息推导出无人机节点4的绝对位置信息；(9)利用卡尔曼滤波器，将无人机节点4的位置信息和速度信息作为量测信息，对k时刻的姿态四元数、速度、位置信息进行校正，得到无人机节点4的高精度导航信息。