曹以龙, 景晓娟, 景旭川

(上海电力大学 电子与信息工程学院, 上海 200090)

近年来,无人机被广泛应用于室内环境中[1],但如何在室内对四旋翼无人机实现准确定位仍然是一个具有挑战性的问题。ZHOU M等人[2]提出了一种利用室内公共WLAN进行室内无人机定位的方法,在定位空间中建立指纹数据库,通过将实际信息与数据库中的参数进行对比来实现定位,不过该方法易受环境干扰,导致结果出现较大波动。于拓[3]提出了一种面向动态四旋翼无人机的定位方法,利用历史定位数据来修正无人机的飞行路径,从而提高基于WIFI的定位系统的精度,但如果历史定位数据有较大误差,就会对后续定位产生影响。YOON P K等人[4]提出了一种使用蓝牙低功耗和惯性测量单元的新型室内定位方法,在蓝牙测量存在异常值的情况下,该算法可以保持较高的位置跟踪精度,不过蓝牙信号传输功率小,不适用于大型室内场合的定位。

本文提出了一种基于惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)和WIFI指纹定位技术(以下简称“WIFI定位”)的四旋翼无人机室内定位方法,解决了INS定位的误差累积问题和WIFI定位的波动问题,使得定位结果更加稳定、精确。

1 INS室内定位技术

INS定位技术通过内部的传感器数据估计无人机的最新位置,根据已知的当前位置来估计下一位置。INS用于检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动,是负责导航、定向和运动载体控制的重要部件。它包含加速度计、陀螺仪和磁力计3部分:加速度计计算加速度和倾角,陀螺仪测量无人机的旋转角度,磁力计用于获取无人机的方向信息。……