无人机多余度定位方法及系统与流程

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机多余度定位方法。

背景技术：

无人飞行装置广泛应用在生产生活的各个方面，大大方便了生产生活。特别是工业级的无人机打在各类专业设备执行各类操作，大幅提升了操作效率和可靠性。

同时，由于其搭载的各类设备往往比较昂贵，因此飞行安全性显得尤为重要；飞行各项参数的获取和控制都需要具备良好的安全性和可靠性。其中，飞行定位数据就是一类非常重要的飞行参数，通常由定位模块实时获取，如gps模块。

不可避免的，在无人机飞行的过程中，由于环境或者机身设备自身的故障可能导致定位模块功能失效，定位精度受到影响；导致无人机飞行安全受到严重威胁。

技术实现要素：

本发明提供一种无人机多余度定位方法，解决现有技术中无人机定位精度低，可靠性低，抗扰动能力差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机多余度定位方法，包括：

通过两个或者两个以上的机载定位模块获取两路或者两路以上定位数据；

筛选出所述两路或者两路以上定位数据中，定位精度最高的一路定位数据输出；

循环重复上述筛选操作，实时筛选出定位精度最高的一路定位数据输出，作为定位信息输出值。

进一步地，所述方法还包括：定位信息输出值补偿步骤；

所述定位信息输出值补偿步骤包括：

当定位信息输出值的来源，由在先的一路定位数据a切换成在后的一路定位数据b时，计算数据切换那一刻的定位数据b与定位数据a的差值e；

以定位数据b与所述差值e的差值为定位信息输出值。

进一步地，所述方法还包括：定位信息输出值校正步骤；

所述定位信息输出值校正步骤包括：

按照固定幅度缩小所述差值e，使得所述定位信息输出值趋向于所采用的定位数据值。

进一步地，所述定位数据包括：定位精度因子以及定位经度纬度信息。

进一步地，所述定位精度最高的一路定位数据为所述两路或者两路以上定位数据中，定位精度因子最小的一路定位数据。

进一步地，所述定位数据为gps定位数据。

一种无人机多余度定位系统，包括：

两个或者两个以上机载定位模块，实时获取两路或者两路以上定位数据；

仲裁模块，与所述两个或者两个以上机载定位模块相连，获取所有定位数据，并筛选出定位精度最高的一路定位数据；

定位信息获取模块，与所述仲裁模块相连，获取所述定位精度最高的一路定位数据，作为定位信息输出值发送给飞行控制器。

进一步地，所述系统还包括：定位信息输出值补偿模块；

所述定位信息输出值补偿模块连接在所述仲裁模块与所述定位信息获取模块之间；

当由在先的一路定位数据a切换成在后的一路定位数据b时，所述定位信息输出值补偿模块计算数据切换那一刻的定位数据b与定位数据a的差值e；

以定位数据bt与所述差值e的差值为定位信息输出值。

进一步地，所述系统还包括：定位信息输出值校正模块；

所述定位信息输出值校正模块连接在所述定位信息输出值补偿模块与所述定位信息获取模块之间；

按照固定幅度缩小所述差值e，使得所述定位信息输出值趋向于所采用的定位数据值。

进一步地，所述定位数据包括：定位精度因子以及定位经度纬度信息；

所述定位精度最高的一路定位数据为所述两路或者两路以上定位数据中，定位精度因子最小的一路定位数据。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的无人机多余度定位系统及方法，提供多个定位模块共同定位的方式，采用两个或者两个以上定位模块同时执行定位数据获取操作，筛选出定位精度最高的一路作为定位信息输出值发送给飞行控制器；从而克服由于定位模块受到自然环境或者自身亦或者电路环境等影响导致的定位精度受影响的问题，保证良好的输出定位信息的精度和可靠性。特别针对定位模块失效或者定位功能缺失的极端情况，其余的定位模块执行定位，使得飞行数据的安全性得到保障。

进一步地，择优操作通过仲裁过程实现，筛选出定位精度因子最小的，即定位数据可靠性做好的一个作为替补使用，在提升数据安全性的同时提升了数据精度和可靠性。同时，实时筛选所有定位数据中定位因子最小的数据进行切换，使得定位信息输出值始终为可靠性最后好的，大大提升了飞行安全性。

进一步地，通过输出值补偿步骤，使得切换前后的定位信息能够平滑过渡，避免出现定位信息输出值的跳变，出现类似瞬移的情况，充分保证飞行的平稳和安全性。同时，通过补偿值的变化使得定位信息输出值能够趋近于定位模块的实测值，进一步提升定位信息的可靠性，降低误差。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人机多余度定位系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无人机多余度定位方法流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种无人机多余度定位方法，解决现有技术中无人机定位精度低，可靠性低，抗扰动能力差的技术问题；达到了提升定位精度和可靠性，抗扰动能力，并保证定位参数安全性的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

通过多个定位模块同时获取定位信息，并通过仲裁选择定位精度最高的定位数据，并进行数据切换，以之作为定位信息输出值，从而保证任意时刻定位数据都是精度最高的，可靠性最好的；从而提升定位信息的安全性，以及飞行的安全性。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，本发明实施例提供的一种无人机多余度定位系统，包括：

两个或者两个以上机载定位模块，实时获取两路或者两路以上定位数据；例如三余度，四余度等，根据实际需要设置。

仲裁模块，与所述两个或者两个以上机载定位模块相连，获取所有定位数据，并筛选出定位精度最高的一路定位数据。

定位信息获取模块，与所述仲裁模块相连，获取所述定位精度最高的一路定位数据，作为定位信息输出值发送给飞行控制器。

进一步地，所述系统还包括：定位信息输出值补偿模块；用于补偿切换定位数据造成的定位数据跳变，避免定位数据的突变，避免瞬移状态。

所述定位信息输出值补偿模块连接在所述仲裁模块与所述定位信息获取模块之间；执行补偿操作，并将补偿后的定位数据发送给行为信息获取模块。

具体来说，当由在先的一路定位数据a切换成在后的一路定位数据b时，所述定位信息输出值补偿模块计算数据切换那一刻的定位数据b与定位数据a的差值e；

以后续的定位数据bt与所述差值e的差值为定位信息输出值。

进一步地，所述系统还包括：定位信息输出值校正模块；所述定位信息输出值校正模块连接在所述定位信息输出值补偿模块与所述定位信息获取模块之间；用于校正定位数据，按照固定幅度缩小所述差值e，使得所述定位信息输出值趋向于所采用的定位数据值。

进一步地，所述定位数据包括：定位精度因子以及定位经度纬度信息；

所述定位精度最高的一路定位数据为所述两路或者两路以上定位数据中，定位精度因子最小的一路定位数据。

参见图2，本实施例还提供一种基于上述系统的定位方法。

下面将介绍。

一种无人机多余度定位方法，包括：

通过两个或者两个以上的机载定位模块获取两路或者两路以上定位数据；可以是三余度，四余度等，根据实际需要设置。

筛选出所述两路或者两路以上定位数据中，定位精度最高的一路定位数据输出；任意时刻的定位数据，都是定位精度最高的定位模块提供的。

循环重复上述筛选操作，实时筛选出定位精度最高的一路定位数据输出，作为定位信息输出值。从而随着时间推移，在一次次定位数据切换过程中，使得输出的定位信息都是精度最高，可靠性最高的。

进一步地，所述方法还包括：定位信息输出值补偿步骤；用于克服定位信息跳变的问题，使得定位信息平滑移动。

所述定位信息输出值补偿步骤包括：

当定位信息输出值的来源，由在先的一路定位数据a切换成在后的一路定位数据b时，计算数据切换那一刻的定位数据b与定位数据a的差值e；

以后续的定位数据bt与所述差值e的差值为定位信息输出值。

具体来讲，当执行数据源切换时，将在先使用的数据源输出的最后一刻的定位数据赋值给在后是用的数据源，作为其初始定位值。

显然两者存在差异，由在先的一路定位数据a切换成在后的一路定位数据b时，计算数据切换那一刻的定位数据b与定位数据a的差值e。

在后的数据源输出的定位数据bt均减去所述差值e得到定位信息输出值；从而实现了定位数据在定位数据源切换的情况下，平滑过渡，提升定位可靠性和精度，提升定位参数的安全性和飞行安全性。

有必要说明的是，通过补偿值能够有效的克服跳变，但是随着数据源的切换，定位模块输出定位数据与定位信息输出值越发接近。

进一步地，所述方法还包括：定位信息输出值校正步骤；用于提升补偿操作对数据精度的影响。

所述定位信息输出值校正步骤包括：

按照固定幅度缩小所述差值e，使得所述定位信息输出值趋向于所采用的定位数据值。

进一步地，所述定位数据包括：定位精度因子以及定位经度纬度信息。当进行仲裁操作时，以定位精度因子为指标量，进行比对筛选，找出最小的，并以其所对应的定位经度纬度信息输出。

即，所述定位精度最高的一路定位数据为所述两路或者两路以上定位数据中，定位精度因子最小的一路定位数据。

进一步地，所述定位数据为gps定位数据。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的无人机多余度定位系统及方法，提供多个定位模块共同定位的方式，采用两个或者两个以上定位模块同时执行定位数据获取操作，筛选出定位精度最高的一路作为定位信息输出值发送给飞行控制器；从而克服由于定位模块受到自然环境或者自身亦或者电路环境等影响导致的定位精度受影响的问题，保证良好的输出定位信息的精度和可靠性。特别针对定位模块失效或者定位功能缺失的极端情况，其余的定位模块执行定位，使得飞行数据的安全性得到保障。

进一步地，择优操作通过仲裁过程实现，筛选出定位精度因子最小的，即定位数据可靠性做好的一个作为替补使用，在提升数据安全性的同时提升了数据精度和可靠性。同时，实时筛选所有定位数据中定位因子最小的数据进行切换，使得定位信息输出值始终为可靠性最后好的，大大提升了飞行安全性。

进一步地，通过输出值补偿步骤，使得切换前后的定位信息能够平滑过渡，避免出现定位信息输出值的跳变，出现类似瞬移的情况，充分保证飞行的平稳和安全性。同时，通过补偿值的变化使得定位信息输出值能够趋近于定位模块的实测值，进一步提升定位信息的可靠性，降低误差。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。