【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机轨迹规划领域，具体涉及一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，适用于异构无人机协同作业任务场景下的超宽带相对定位系统。
技术介绍
1、在勘测、搜寻等复杂场景中，无人机可进行危险性较高、不确定性和突发性较强的工作，在完成勘测搜寻任务的同时，也保护了工作人员的生命安全。由于小型无人机的体积小，灵活性高，成本较低，小型无人机适合在复杂、狭小环境作业。多架无人机相对于单机也会大大提高作业效率。
2、超宽带技术具有复杂度低、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、低截获能力、定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的定位。系统的可观测度描述了给定一系列观测数据后，系统内部状态能被多准确或多快地确定。当系统具有足够的可观测度时，才能进行准确和可靠的状态估计。当使用超宽带传感器实现无人机的相对定位时，可观测度成为一个非常关键的因素。高可观测度能够提供更准确的状态估计，对于小型无人机的高精度定位至关重要。
3、考虑到无人机在执行任务时可能会遇到各种未知因素，亟需设计动态适应环境变化并实时优化轨迹的算法。传统的无人机轨迹规划通常侧重于最小化耗能或最大化速度。然而，当将系统可观测度纳入考虑范围时，可为轨迹优化提供了一个全新的维度。在复杂环境中，通过优化可观测度，小型无人机能更有效地执行勘测、搜寻等任务。在多无人机协同任务中，基于可观测度的优化不仅能提高单个无人机的性能，还能增加多个无人机的协同效率和准确性。
4、中国专利技术专利申请cn113110592a提出了一种无人机避障和路径
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术针对复杂狭小空间的勘测和搜寻的任务场景，基于异构无人机协同作业任务场景下的超宽带相对定位系统，提出一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，使得系统可观测度最优。该方法能够生成可观测度最优的飞行参考轨迹，且同时满足了系统动力学、运动学约束和避障约束，为无人机感知控制一体化设计提供了一种解决方案。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，包括以下步骤：
4、步骤1，建立包含无人机动力学方程和超宽带量测方程的异构(主从)无人机平台相对定位模型；
5、步骤2，对上述非线性系统模型进行局部线性化，使用线性化后的模型计算系统的可观测度度量
6、步骤3，建立可观测度和轨迹参数的数学关系，将系统的可观测度作为优化目标，求解得到具有快速收敛特性的最优轨迹。
7、本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：本专利技术适用于异构无人机平台相对定位系统。主要包括建立异构无人机相对定位系统模型；计算基于系统的gramian可观测矩阵和位置精度因子的系统可观测度度量，以量化系统的可观测性；以可观测度为优化目标，产生快速收敛的最优轨迹，提高整个系统的可观测性。
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1.一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，其特征在于，所述步骤2包括：
4.根据权利要求1所述的一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，其特征在于，所述步骤3具体实现如下：
【技术特征摘要】
1.一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无人机超宽带相对定位可观测度在线优化方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文硕，贾镜汀，郭克信，余翔，郭雷，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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