无人机群对探测目标的联合定位方法

摘要

本发明提供了一种无人机群对探测目标的联合定位方法，涉及目标定位技术领域。本发明包括以下步骤：第一步：获得多架无人机的已知三维坐标位置信息；第二步：获得待求目标到多架已知三维位置无人机的距离；第三步：初始化位置计算方程；第四步：根据距离交会法求待求目标坐标；第五步：判断结果的可靠性，并给出结果。本发明应用于无人机群时，不易出现目标丢失，且受单个无人机坐标错误影响小，多架无人机对目标联合定位能保证无人机群对目标定位的不间断性和高可靠性，实现了对目标的全时段定位。

说明书

技术领域

本发明涉及目标定位技术领域，尤其是涉及一种无人机群对探测目标的联合定位方法。

背景技术

现有的无人机多以单机方式实现对目标的定位，单架无人机对目标的定位，具有组织简单、不需要协同等优点，但单架无人机定位受无人机本身坐标影响较大，一旦自身坐标错误，即造成目标定位的错误。此外，单机在跟踪目标的过程中，目标会出现被遮挡的情况，这种情况下就会丢失目标坐标，无法实现对目标的全时段定位。随着无人机技术的发展，无人机以成多架次的方式协同飞行，形成无人机群，达到某种更大的实用效果，无人机群之间具备通信、相互测距等功能。当前，无人机对目标的定位，多基于单机对目标的定位，然而，单机定位应用于无人机群时，容易出现目标丢失的情况，且受单机自身坐标精度的影响大，一旦自身坐标错误，极易引起目标位置错误。采用无人机群对目标进行探测，可有效降低以上问题，且无人机群的生存能力较强，在未来军事、海事、抢险等应用潜力巨大。无人机群对目标进行定位时，因多个无人机对目标进行跟踪、探测，不会出现目标丢失情况，且受单个无人机坐标错误影响小。多架无人机对目标联合定位能保证无人机群对目标定位的不间断和高可靠性。但利用多架无人机实现对目标的联合定位还比较少。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机群对探测目标的联合定位方法，应用于无人机群时，不易出现目标丢失，且受单个无人机坐标错误影响小，多架无人机对目标联合定位能保证无人机群对目标定位的不间断性和高可靠性，实现了对目标的全时段定位。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的无人机群对探测目标的联合定位方法，包括以下步骤：

第一步：获得多架无人机的已知三维坐标位置信息；

第二步：获得待求目标到多架已知三维位置无人机的距离；

第三步：初始化位置计算方程；

第四步：根据距离交会法求待求目标坐标；

第五步：判断结果的可靠性，并给出结果。

进一步的，第一步具体为：

获取已知第n架无人机的空间三维坐标为(x

进一步的，第二步具体为：

设待求目标的坐标为(x,y,z)，第n架已知空间三维坐标为

进一步的，第三步包括建立线性方程组：

进一步的，第四步包括将方程组(1)进行整理，得到：

利用最小二乘法对式(2)进行求解(x,y,z)。

进一步的，第五步包括：

设定误差范围δ，将求得到的坐标(x,y,z)与已知无人机坐标(x

若

结合以上技术方案，本发明达到的有益效果在于：

本发明所述的无人机群对探测目标的联合定位方法，该定位方法应用于无人机群时，不易出现目标丢失，且受单个无人机坐标错误影响小，多架无人机对目标联合定位能保证无人机群对目标定位的不间断性和高可靠性，实现了对目标的全时段定位。

附图说明

为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的4架无人机对目标的定位示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的目的、技术方案和优点进行清楚、明白、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种无人机群对探测目标的联合定位方法，用于无人机群(4架以上)对目标进行定位的方法，该方法也可用于多架无人机对某一传感器、地面设备等的定位。具体包括以下步骤：

第一步：获得多架无人机的已知三维坐标位置信息；该步骤具体为：获取已知第n架无人机的空间三维坐标为(x

第二步：获得待求目标到多架已知三维位置无人机的距离；该步骤具体为：设待求目标的坐标为(x,y,z)，第n架已知空间三维坐标为(x

第三步：初始化位置计算方程；该步骤包括建立线性方程组：

第四步：根据距离交会法求待求目标坐标；该步骤包括将方程组(1)进行整理，得到：

利用最小二乘法对式(2)进行求解(x,y,z)；

第五步：判断结果的可靠性，并给出结果，该步骤包括：设定误差范围δ，将求得到的坐标(x,y,z)与已知无人机坐标(x

若

实施例1：

如图1所示，无人机群中，待测目标坐标x,y,z，四架无人机同时获得对目标的四个距离r(1),r(2),r(3),r(4)，再利用四架无人机自身的坐标(x(1),y(1),z(1)；x(2),y(2),z(2)；x(3),y(3),z(3)；x(4),y(4),z(4))，求解出目标的坐标x,y,z。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。