基于INS定位和WIFI指紋定位技術的無人機室內定位方法研究

曹以龍, 景曉娟, 景旭川

(上海電力大學 電子與信息工程學院, 上海 200090)

近年來,無人機被廣泛應用于室內環境中[1],但如何在室內對四旋翼無人機實現準確定位仍然是一個具有挑戰性的問題。ZHOU M等人[2]提出了一種利用室內公共WLAN進行室內無人機定位的方法,在定位空間中建立指紋數據庫,通過將實際信息與數據庫中的參數進行對比來實現定位,不過該方法易受環境干擾,導致結果出現較大波動。于拓[3]提出了一種面向動態四旋翼無人機的定位方法,利用歷史定位數據來修正無人機的飛行路徑,從而提高基于WIFI的定位系統的精度,但如果歷史定位數據有較大誤差,就會對后續定位產生影響。YOON P K等人[4]提出了一種使用藍牙低功耗和慣性測量單元的新型室內定位方法,在藍牙測量存在異常值的情況下,該算法可以保持較高的位置跟蹤精度,不過藍牙信號傳輸功率小,不適用于大型室內場合的定位。

本文提出了一種基于慣性導航系統(Inertial Navigation System,INS)和WIFI指紋定位技術(以下簡稱“WIFI定位”)的四旋翼無人機室內定位方法,解決了INS定位的誤差累積問題和WIFI定位的波動問題,使得定位結果更加穩定、精確。

1 INS室內定位技術

INS定位技術通過內部的傳感器數據估計無人機的最新位置,根據已知的當前位置來估計下一位置。INS用于檢測和測量加速度、傾斜、沖擊、振動、旋轉和多自由度運動,是負責導航、定向和運動載體控制的重要部件。它包含加速度計、陀螺儀和磁力計3部分:加速度計計算加速度和傾角,陀螺儀測量無人機的旋轉角度,磁力計用于獲取無人機的方向信息?！?br>