基于UWB测距和无人机飞行路径的地面节点定位方法技术

本发明专利技术公开了基于UWB测距和无人机飞行路径的地面节点定位方法，包括以下步骤：(1)规范化待覆盖区域为包含待定位区域的最小正方形。(2)构造悬停点，使用特定大小的小正方形覆盖整个待定位区域，每个小正方形的顶点为无人机的悬停点。(3)根据悬停点的行数和列数构造无人机的飞行路径，该路径经过所有的悬停点，且飞行距离最短。(4)无人机按路径飞行，并在悬停点释放UWB信号，地面节点在观测到三组及以上测距数据时，使用多边定位法定位。本发明专利技术可以保证，任意处于待覆盖区域内的节点至少可以观测到三个悬停点，从而能够获得至少三组测距信息实现精确定位。

Ground node location method based on UWB ranging and UAV flight path

【技术实现步骤摘要】
基于UWB测距和无人机飞行路径的地面节点定位方法
本专利技术属于定位领域。
技术介绍
已有的定位方法主要分为两大类：基于测距的定位方法和基于非测距的定位方法。基于测距的方法需要特殊的硬件提供测距服务，其优点在于精度较高。基于测距的方法包括使用RSSI、到达时间差、声波、到达角度等。超宽带(UWB)技术具有较强的抗干扰能力和抗多径能力，可以有效减小测距和定位误差，从而在定位领域引起了广泛地关注。在获得测距信息后，使用多边定位或者多角度定位获得位置。当前基于测距的方法主要应用于地面节点之间互相测距，根据测距信息定位，其难点在于地面障碍物较多，遮挡信号地传播，导致测距信息不准，从而定位不准确。基于非测距的方法对硬件要求较低，但其定位精度同样较低。利用无人机对地面目标定位可以避免障碍物对测距信息地干扰，因为无人机在空中飞行，其与地面节点之间的传播路径一般无障碍物。当前利用无人机对地面定位的方法有两类，一类利用摄像头拍照，通过分析图像对地面目标定位，其缺点在于当地面目标较小或者光照不足时，地面目标难以捕获在图像中。另一类采用接收信号强度，即RSS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于UWB测距和无人机飞行路径的地面节点定位方法，其特征在于，包括如下四个步骤：/n步骤1：根据需要定位的区域，确定包含该区域的最小正方形区域，将该最小正方形区域作为待覆盖区域，基于该待覆盖区域建立二维坐标系，使得正方形的相互垂直的两条临边分别在二维坐标系的横轴和纵轴上；基于UWB测距模块的最大测距半径r和无人机的飞行高度H，确定UWB的广播信号在地面的覆盖范围R；/n步骤2：将待覆盖区域分为s*s个大小相同的小正方形网格，每个正方形网格的对角线长度均为R，将每个小正方形的顶点设为无人机的悬停点；/n步骤3：构造无人机的最短飞行路径，且该飞行路径使得无人机经过所有的悬停点；/n步骤4：无人...

【技术特征摘要】
1.基于UWB测距和无人机飞行路径的地面节点定位方法，其特征在于，包括如下四个步骤：
步骤1：根据需要定位的区域，确定包含该区域的最小正方形区域，将该最小正方形区域作为待覆盖区域，基于该待覆盖区域建立二维坐标系，使得正方形的相互垂直的两条临边分别在二维坐标系的横轴和纵轴上；基于UWB测距模块的最大测距半径r和无人机的飞行高度H，确定UWB的广播信号在地面的覆盖范围R；
步骤2：将待覆盖区域分为s*s个大小相同的小正方形网格，每个正方形网格的对角线长度均为R，将每个小正方形的顶点设为无人机的悬停点；
步骤3：构造无人机的最短飞行路径，且该飞行路径使得无人机经过所有的悬停点；
步骤4：无人机按照最短飞行路径飞行，并在悬停点停留时释放UWB信号；待覆盖区域内的所有地面节点实时检测UWB信号，当某一个节点检测到UWB信号时记录该UWB信号的测距值，所述测距值是指该UWB信号所对应的悬停点与该节点之间的距离；当某一个地面节点检测到的UWB信号达到三组或三组以上时，该地面节点根据记录的UWB测距值对自身进行定位。


2.根据权利要求1所述的基于UWB测距和无人机飞行路径的地面节点定位方法，其特征在于，步骤1中的


3.根据权利要求1所述的基于UWB测距和无人机飞行路径的地面节点定位方法，其特征在于，步骤2中的w为待覆盖区域的边长，为向上取整。


4.根据权利要求1所述的一种基于UWB测距向地面提供定位的无人机飞行方法，其特征在于，步骤3具体为：步骤1中建立的二维坐标系的x...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小军，赵晓薇，董超，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32