基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法 .pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104808231A

(43)申请公布日2015.07.29

(21)申请号CN201510104096.0

(22)申请日2015.03.10

(71)申请人天津大学

地址300072天津市南开区卫津路92号

(72)发明人鲜斌曹美会张旭

(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所

代理人刘国威

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于GPS与光流传感器数据融合的

无人机定位方法

(57)摘要

本发明涉及一种无人机定位方法，

为实现无人机自主定位，为此，本发明采

取的技术方案是，基于GPS与光流传感器

数据融合的无人机定位方法，包括如下步

骤：利用安装在四旋翼无人机底部的光流

传感器获取无人机的速度信息及速度信

息，利用GPS获取无人机的位置信息并判

断位置信息的可靠性，采用互补滤波器将

上述信息进行融合，用于无人机的定位系

统中。本发明主要应用于无人机定位。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法，其特征是，包括如下

步骤：利用安装在四旋翼无人机底部的光流传感器获取无人机的

速度信息及速度信息，利用GPS获取无人机的位置信息并判断

位置信息的可靠性，采用互补滤波器将上述信息进行融合，用

于无人机的定位系统中。

2.如权利要求1所述的基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法，其特征

是，所述的利用光流传感器获取无人机的速度信息及速度信息

处理是：光流法直接获取的是无人机的水平速度信息，所以需

要通过积分运算获得其位置信息，同时，由于其他不可测因素

的影响，在速度测量过程中会有短暂的错误测量，需要人为将其滤除。

3.如权利要求1所述的基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法，其特征

是，采用GPS法获取的位置信息和由光流法获取的速度信息

简化为如下形式：

ysubp/sub＝p+μsubp/sub，

ysubv/sub＝v+μsubv/sub

这里的p、v分别为采用GPS法和光流法获取的真实位置和速度测量值，

μsubp/sub和μsubv/sub分别为位置信息和速度信息的测量噪

声，均为恒定值。

4.如权利要求1所述的基于GPS与光流传感器数据融合的无人机定位方法，其特征

是，所述的GPS获取无人机的位置信息并判断位置信息的可

靠性是：

由于GPS信息具有不稳定性，需要检测GPS信息，若用于定位过程中的卫星数量

低于5颗星时，则认为该方法获取的无人机位置信息不够准确。

采用互补滤波器将上述信息进行融合具体为：将测量结果通过互补滤波器后的输出

的频域表达式写成如下形式：

mathsmathmrowmfencedmtablemtrmtdmovermip/mimo^

/mo/movermrowmo(/momis/mimo)/mo/mrowmo=/mo

mfracmrowmiC/mimrowmo(/momis/mimo)/mo/mrow/

mrowmrowmis/mimo+/momiC/mimrowmo(/momis/mi

mo)/mo/mrow/mrow/mfracmsubmiy/mimip/mi/msubm

rowmo(/momis/mim