几种无人机室内定位方法对比

室内自主探索无人机系统一，概述室内无人机飞行系统主要针对室内无卫星导航信号，无合作目标，可对室内空间进行侦察、重复探测、飞行过程中能够躲避障碍、能自主任务规划，实现对室内各个空间的侦察或巡检等作业。

为了满足此等作业要求，我们设计出地下空间环境自主飞行无人机系统总体方案。

主要内容包括：1)完成室内无源自主定位系统（TSLAM定位系统）2)基于Linux系统超强运算能力的飞控硬件3)适合室内自主起飞降落的飞控软件4)实现自主路径探索的飞行导航软件5)基于视觉引导降落的视觉系统6)适合室内飞行的无人机飞行平台二，系统框架与结构框架系统框架结构框架三，内容详述1，TSLAM定位系统SLAM是采用同步定位与地图构建的一种无源建图定位技术，而TSLAM定位系统作为一整套室内定位系统的解决方案，其独创的tiny-EKF融合算法，已融合包含气压计、高精度imu、磁罗盘、激光雷达以及高精度光学编码里程计等传感器的数据融合。

SLAM系统近年来主在智能机器人领域得到了广泛的应用，比如扫地机器人、无人车等。

目前SLAM技术中Cartographer开源框架比较先进,该框架适合通用性的SLAM，但对于无人机这种非二维平面的运动物体来讲，该框架要做到稳定的SLAM定位效果较差，容易产生发散漂移。

目前TSLAM定位系统主要针对无人机重新开发算法，更符合无人机在室内环境的自主定位飞行作业。

优点如下：1）、基于环境自然导航，无需对客户现场环境做任何的改造2）、定位精度满足绝大部分场景应用3）、配套相应的操作软件，易学易用4）、变更使用场景简单，客户自由操作5）、环境亮度要求低，日常光亮环境、昏暗环境皆可作业6）、无惧磁干扰、多金属环境2，TLSAM定位系统优势1），对比相关开源项目CartographerHectorslamGmappingGmapping是基于粒子滤波的SLAM算法，而Cartographer和Hectorslam 都是基于非线性优化的，现在已经很少用滤波方法来做SLAM了，绝大多数还是使用最小二乘法。

1.四旋翼无人机的结构形式旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。

结构形式如图 1所示:图1:四旋翼无人机结构2.工作原理四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。

四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。

图2:四旋翼飞行器沿各自由度运动四旋翼飞行器的电机 1和电机 3逆时针旋转的同时，电机 2和电机 4顺时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。

在上图中，电机 1和电机 3作逆时针旋转，电机 2和电机 4作顺时针旋转，规定沿 x轴正方向运动称为向前运动，箭头在旋翼的运动平面上方表示此电机转速提高，在下方表示此电机转速下降。

无人机定位方案介绍2.1 无人机运动姿态说明（1）垂直运动：同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。

当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。

（2）俯仰运动：在图（b）中，电机 1的转速上升，电机 3 的转速下降（改变量大小应相等），电机 2、电机 4 的转速保持不变。

由于旋翼1 的升力上升，旋翼 3 的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕 y 轴旋转，同理，当电机 1 的转速下降，电机 3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。

（3）滚转运动：与图 b 的原理相同，在图 c 中，改变电机 2和电机 4的转速，保持电机1和电机 3的转速不变，则可使机身绕 x 轴旋转（正向和反向），实现飞行器的滚转运动。

六大室内定位方案对比导读如今，多方面的需求推动了室内定位技能的开展。

但因室内无GPS信号无法进行定位，而人们大部分时刻是处于室内，故对室内定位有着强烈的定位需求……如今，多方面的需求推动了室内定位技能的开展。

但因室内无GPS信号无法进行定位，而人们大部分时刻是处于室内，故对室内定位有着强烈的定位需求……六大室内定位方案对比1、UWB（超宽带）脉冲信号:由多个传感器选用TDOA和AOA定位算法对标签方位进行剖析，多径分辨才能强、精度高，定位精度可达厘米级。

但UWB难以完成大规模室内掩盖，且手机不支持UWB，定位本钱十分高。

2、RFID的定位:选用刷卡方式，依据阅读器方位对刷卡人员或设备进行区间定位。

首要运用在仓库、工厂、商场广泛运用在货物、商品流转定位上、ETC、工作考勤等，无法进行实时定位，定位准确度低，不具有通讯才能，抗干扰才能较差。

3、ZigBee室内定位技能:经过若干个待定位的盲节点和一个已知方位的参考节点与网关之间形成组网，每个细小的盲节点之间相互和谐通讯以完成全部定位。

作为一个低功耗和低本钱的通讯体系，ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很大，并且定位精度取决于信道物理质量、信号源密度、环境和算法的准确性，形成定位软件的本钱较高，进步空间还很大。

ZigBee室内定位现已被许多大型的工厂和车间作为人员在岗管理体系所选用。

4、超声波定位:运用案例的代表是Shopkic，在商铺内安装超声波信号盒，手机麦克风检测到声波，从而完成定位，首要用于店肆的报到。

超声波在空气中的衰减较大，不适用于大型场合，加上反射测距时受多径效应和非视距传达影响很大，形成需求准确剖析计算的底层硬件设施投资，本钱太高。

5、LED定位体系:经过往天花板上的LED灯具完成，灯具宣布像莫斯电报暗码一样的闪耀信号，再由用户智能手机照相机接纳并进行检测，定位精度能够在1米之内。

LED定位需求改造LED灯具，添加芯片，添加本钱，红外线只能视距传达，穿透性极差也极易受灯火、烟雾等环境要素影响显着。

UWB室内定位算法对比
UWB室内定位是一种短距离的无线通信技术，但是同时它也可以应用在室内定位当中，跟蓝牙和WIFI定位方法不同，位置信息并不是基于信号强度进行计算，而是通过无线信号的飞行时间计算的。

信号飞行的速度是光速，所以只要知道飞行时间就可以计算出两个设备的距离。

UWB室内定位技术分为两种定位算法：到达时间差TDOA和飞行时间测距TOF。

UWB设备分为两种角色：标签和基站，例如在人员定位场景，每个人会佩戴有一个标签，基站会分布在被定位区域的多个位置。

TOF算法：
以基站为圆心，以标签和基站距离为半径画圆，相交区域即为标签位置。

标签和基站间的距离是通过多次受罚脉冲测量的。

优点：
1、算法简单
2、精度较高
缺点：
1、标签费电
2、系统容量小
TDOA算法：
相关基站彼此先做高精度时间同步。

标签定时广播，可根据标签广播信号到达不同基站的时间差值画出双曲线，相交区域即为标签位置。

优点：
1、标签省电
2、系统容量大
缺点：
1、需要基站之间做高精度时间同步、跨组定位算法复杂
2、在基站包围的区域外精度不如TOF高。

总体来说，到达时间差TDOA算法更优于飞行时间测距TOF算法。

但是飞行时间测距由于测距流程简单，所以相对来说更容易开发一些，对功耗和标签容量没有要求的场景基本可以满足。

几种室内定位方案对比,详细介绍室内定位应当考虑的因素目前,物联网技术发展至今,定位技术也越来越高超,精确.实现苏州新导室内定位方案的种类也越来越多:蓝牙定位,ZigBee定位,IBecon定位,RFID定位,WIFI定位,UWB定位等等.这些室内定位技术因不同应用场景与自身的特点被广泛应用在不同场景.例如:养老院室内定位,化工厂室内定位,学校室内定位系统等等.那么现在就有苏州新导来为我们相信介绍以上几种室内定位方案:一.蓝牙定位为了满足位置服务市场不断增长的需求，全新蓝牙5.1标准新增了寻向功能，可帮助设备明确蓝牙信号的方向，进而帮助开发者解读设备方向的蓝牙解决方案，实现厘米级位置精度的蓝牙定位系统。

基于位置的蓝牙室内定位方案通常分为两类：接近类解决方案和定位系统。

无论是实时定位，还是室内定位，原理都是类似的，即在数据包传输中加入RSSI机制，通过RSSI来虚拟出产品的大致范围，再通过三边测量法，实现相互交集的测量算法，最终完成室内定位。

蓝牙定位，只要设备的蓝牙功能开启，就能够对其进行定位。

蓝牙传输不受视距的影响，但对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大，且蓝牙器件和设备的价格比较贵。

二.RFID定位苏州新导射频识别(RFID)技术是一种操控简易，适用于自动控制领域的技术，它利用了电感和电磁耦合或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

射频(RF)是具有一定波长的电磁波，它的频率描述为：kHz、MHz、GHz，范围从低频到微波不一。

RFID室内定位系统通常由电子标签、射频读写器、中间件以及计算机数据库组成，射频标签和读写器是通过由天线架起的空间电磁波的传输通道进行数据交换的。

在定位系统应用中，将射频读写器放置在待测移动物体上，射频电子标签嵌入到操作环境中。

电子标签上存储有位置识别的信息，读写器则通过有线或无线形式连接到信息数据库。

当然RFID定位技术也有一定的缺点,采集数据工作量大，而且为了达到较高的精度，固定点AP的位置测算设置比较繁琐。

无人机导航定位技术简介与分析无人机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成，组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息，为飞机提供精确的方向基准和位置坐标，同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。

组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。

结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度，从而保证了无人飞机的自主飞行。

无人机导航是按照要求的精度，沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机至目的地。

要使无人机成功完成预定的航行任务，除了起始点和目标的位置之外，还必须知道无人机的实时位置、航行速度、航向等导航参数。

目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。

这些导航技术都有各自的优缺点，因此，在无人机导航中，要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航定位技术至关重要。

一、单一导航技术1 惯性导航惯性导航是以牛顿力学定律为基础，依靠安装在载体(飞机、舰船、火箭等)内部的加速度计测量载体在三个轴向运动加速度，经积分运算得出载体的瞬时速度和位置，以及测量载体姿态的一种导航方式。

惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。

惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪。

三自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动;三个加速度计用来测量飞行器的三个平移运动的加速度。

计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。

控制显示器显示各种导航参数。

惯性导航完全依靠机载设备自主完成导航任务，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，不受气象条件限制，是一种自主式的导航系统，具有完全自主、抗干扰、隐蔽性好、全天候工作、输出导航信息多、数据更新率高等优点。

实际的惯性导航可以完成空间的三维导航或地面上的二维导航。

2 定位卫星导航定位卫星导航是通过不断对目标物体进行定位从而实现导航功能的。

常见室内定位技术对比,你了解吗？1室内定位技术对比定位技术定位精度可靠性成本安全性蓝牙3m 中高中红外线5m 低高高射频技术5m 中低中WIFI 3m 低低中ZigBee 3m 高低高UWB技术0.15m 高中高2常见的室内定位技术2.1超宽带（UWB）技术超宽带技术是近年来新兴一项全新的、与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。

它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有3.1~10.6GHz量级的带宽。

目前,包括美国,日本,加拿大等在内的国家都在研究这项技术,在无线室内定位领域具有良好的前景。

UWB技术是一种传输速率高（最高可达1000Mbps以上）,发射功率较低,穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术,无载波。

正是这些优点,使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。

超宽带室内定位技术常采用TDOA演示测距定位算法,就是通过信号到达的时间差,通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产生、发射、接收、处理极窄脉冲信号的无线电系统。

而超宽带室内定位系统则包括UWB接收器、UWB参考标签和主动UWB标签。

定位过程中由UWB接收器接收标签发射的UWB信号,通过过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声干扰,得到含有效信息的信号,再通过中央处理单元进行测距定位计算分析。

UWB室内定位结构图超宽带可用于室内精确定位,例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。

超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。

因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。

定位精度：根据不同公司使用的技术手段或算法不同,精度可保持在0.1 m ~0.5 m。

2.2蓝牙技术蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。

这是一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点,把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网(piconet)的主设备,就可以获得用户的位置信息。

几种多旋翼式无人机精确空间定位方式的讨论多旋翼式无人机的起飞和降落对场地的要求较低，可以适用于各种空间环境中。

无论应用无人机进行哪项工作，进行空中定位悬停这一基本的飞行姿态总是不可或缺的。

无论是在起始阶段的待命状态，工作阶段的监控状态，或是结束阶段的回收状态，无人机都需要以完成定位悬停飞行姿态为基础。

在如今无人机正被逐渐应用的阶段，对其进行精确的空间定位方法的研究尤为重要。

本文介绍了几种较为常规的旋翼无人机空间定位方案，并在此基础上提出了一种用于实现超高精度空间定位的方案，并对几种方式进行了比较。

标签：旋翼式无人机；定位悬停；讨论1 绪论无人机即所谓的无人驾驶飞机（Unmanned Aerial Vehicle，UA V），是指不需要飞行员在机上驾驶，而是利用无线电遥控设备以及自备的程序控制装置实行对飞行器的控制。

无人机在接收到地面传达的遥控信息后，可以完成一些自主控制功能。

位于控制站的人员可以通过各种设备，通过无人机实现远程巡视，监控，定位，打击等操作。

如今，随着无人机技术的飞速发展，其实现了成本低，体积小，重量轻与飞行灵活等特点，越来越多的政府和机构开始关注起它来。

在本文中所讨论的无人机的定位悬停动作，是以多旋翼式无人机为平台的。

定位悬停是指将无人机固定在预先设定的高度位置和水平位置上。

这是无人机实现应用所需的一个基本的飞行姿态。

以最近亚马逊公司推出的无人机配送货物服务为例，亚马逊公司所提交的方案细节中表示：（1）无人机会直接把货物送到客户个人所在地，并在下单时启用定位系统；（2）无人机需要特定感应器来确定路线以及准确着陆，比如相机和红外感应装置。

在亚马逊公司所构想的无人机配送货物方案中，有两个关键词，一是定位系统，二是精准着陆，而在无人机定位悬停动作的研究中，定位系统是研究的出发点，精准着陆是研究可以收获的成果。

可见，几乎在所有无人机应用中，对精确的定位悬停姿态控制的研究都是一项十分重要的课题。

几种室内定位技术方案对比,室内定位种类的优缺点一目了然-新导智能最近几年,随着物联网技术的发展,定位技术也随之发展起来,室内定位技能非常实用，运用广泛，如图书馆,养老院,体育馆,地下车库,学校,仓库等都能够完成对人员及物品的快速定位。

目前，在苏州新导室内定位体系中，常用的定位技能有超声波、蓝牙、Wi-Fi、Zig Bee、红外线和射频辨认等.相比之下，RFID定位技能凭借具有低成本、非视距、非接触性辨认和高精度等优点，被广泛应用于室内定位技能中.一.RFID定位技术RFID技能具布置简单,低成本,高技能等优点.常被用于提供室内定位技术支持。

结合RFID技能特点，针对RFID定位时阅读器的布置影响定位精度的问题，苏州新导提出了一种根据PSO优化的RFID室内定位办法。

首要将阅读器在室内的最优散布等效为平面范围内的优化问题，其次使用具有优异寻优才能的PSO对其进行求解，然后取得阅读器最佳平面方位散布，最后使用BP神经网络定位模型对待定位标签进行方位估量。

实验仿真标明，提出的定位办法能有用进步定位精度。

二.超宽带UWB定位技术:超宽带（UWB）定位技能运用事前布置好的已知方位的锚节点和桥节点，与新参加的盲节点进行通讯，并运用三角定位或者“指纹”定位方法来确认方位。

超宽带可用于室内准确认位，例如战场士兵的定位发现、机器人运动盯梢等。

定位精度：依据运用的技能手段或算法不同，精度可保持在0.1 m~0.5 m。

由此可见,超宽带定位的有点就在于定位精度高,在实际运用场景中,误差范围也会缩小.三.Wi-Fi定位技术WIFI定位无疑是传播范围最广,大家最容易接受的一种定位.能够在广泛运用领域内完成杂乱的大规模定位、监测和追寻使命，而网络节点自身定位是大多数运用的根底和条件。

定位技能首要分为两种：三角定位。

经过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度，运用差分算法，来比较精准地对人和车辆进行三角定位。

指纹定位。

同样的,WIFI定位也容易受到环境的影响,使定位信号不稳定.但它的定位精度依据运用的技能手段或算法不同，精度可保持在2 m~10m。