CN120803008A - 车载无人机精准定位控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载无人机精准定位控制方法及装置，车载无人机精准定位控制方法包括：当确定无人机端脱离储运箱执行飞行任务时，获取无人机端的机端实时位置和机端实时速度，对机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端的机端定位位置；根据时间差、重力加速度、车载端的实时加速度矢量、车载端的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度，计算获取无人机端的实际精准位置。本发明车载无人机精准定位控制方法能够对无人机端的机端实时位置进行RTK差分处理以及定位补偿，以获取无人机端的实际精准位置，从而精准导航无人机端精准降落至车载端的储运箱内。

Description

车载无人机精准定位控制方法及装置

技术领域

本发明涉及车载无人机技术领域，尤其是涉及一种车载无人机精准定位控制方法及车载无人机精准定位控制装置。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由机载计算机完全地或间歇地自主地操作。由于无人机无需人员驾驶且体积小巧，在军用方面，可作为侦察机、靶机使用，在民用方面，航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域广泛应用。

为了进一步扩大无人机应用范围，将车和无人机组合到一起构成车载无人机系统，即车载无人机将汽车作为无人机的作业平台，通过给汽车搭载模块化无人机移动机场来实现无人机的自主起飞和降落作业。当无人机在车载平台上完成自主起飞后，便根据需要完成自主跟随、监视、侦察、巡检等任务；在无人机低电量或者使用者发出返航指令时，无人机可以跟随移动的车载平台，完成自主跟踪定位与降落。车载无人机系统既具无人机灵活性又具指挥车远距离移动优点，可以很好地补充当前无人机续航时间短、飞行半径小的缺点，同时大大节省了作业时间。

现有车载无人机系统在无人机降落至车载平台过程中，是通过无人机上搭载的视觉定位模块检测定位车载平台的位置，从而定位导航无人机自主降落至车载平台上。然而，视觉定位模块对车载平台进行定位的检测结果受到光照变化、空间遮挡等环境影响，从而降低视觉定位的精准度，导致视觉定位存在目标易丢失现象，进而降低无人机降落至车载平台的成功率。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种车载无人机精准定位控制方法，能够对无人机端的机端实时位置进行RTK差分处理以及定位补偿，从而精准定位无人机端的实际精准位置，以精准导航无人机端精准降落至车载端的储运箱内，进而提升车载无人机自主降落的精准度。

本发明的第二目的是提供一种车载无人机精准定位控制装置,能够对无人机端的机端实时位置进行RTK差分处理以及定位补偿，从而精准定位无人机端的实际精准位置，以精准导航无人机端精准降落至车载端的储运箱内，进而提升车载无人机自主降落的精准度。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种车载无人机精准定位控制方法，车载无人机系统包括车载端和无人机端，车载端设置有储运箱，无人机端可位于储运箱内；车载无人机精准定位控制方法包括：当确定无人机端脱离储运箱执行飞行任务时，获取无人机端的机端实时位置和机端实时速度，对机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端的机端定位位置；根据时间差、重力加速度、车载端的实时加速度矢量、车载端的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度，计算获取无人机端的实际精准位置；时间差为无人机端接收车载端的数据信息的时间差。

从上述方案可见，本发明车载无人机精准定位控制方法先通过对无人机端的机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端的机端定位位置，使得无人机端的机端定位位置达到厘米级精度定位，再根据时间差、重力加速度、车载端的实时加速度矢量、车载端的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度计算获取无人机端的实际精准位置，即将无人机端接收车载端的数据信息的时间差、车载端的行驶动态以及无人机端的飞行动态对无人机端的机端定位位置进行定位补偿计算以获取无人机端的实际精准位置，进一步使得无人机端的实际精准位置能够达到1-2厘米级的精度定位，为无人机端能够精准降落至车载端的储运箱内提供保障。因此，本发明车载无人机精准定位控制方法能够对无人机端的机端实时位置进行RTK差分处理以及定位补偿，从而精准定位无人机端的实际精准位置，以精准导航无人机端精准降落至车载端的储运箱内，进而提升车载无人机自主降落的精准度。

一个优选的方案是，实际精准位置。

更进一步的方案是，当确定无人机端脱离储运箱执行飞行任务后，无人机端的磁力器开启；和/或，当确定无人机端位于储运箱内时，无人机端的磁力器关闭；磁力器用于定位无人机端的方位。

从上述方案可见，当确定无人机端脱离储运箱执行飞行任务后，无人机端的磁力器开启，使得无人机端的磁力器进行定位导航，以使得无人机端自主定位导航执行飞行任务。当确定无人机端位于储运箱内时，无人机端的磁力器关闭，从而避免车载端与无人机端之间的数据获取和传输受到磁感器开启所产生的强磁干扰，进而可以快速进行数据获取和传输，以确保无人机端正常快速起飞。

更进一步的方案是，车载无人机精准定位控制方法还包括：获取车载端的车辆实时位置、车辆实时速度和车辆实时航向信息；当确定储运箱打开且无人机端准备起飞时，无人机端执行初始化操作，以获取无人机端的初始化位置、初始化速度和初始化航向信息，同时获取无人机端的初始化俯仰角和初始化横滚角，随后无人机端基于初始化位置、初始化速度、初始化航向信息、初始化俯仰角和初始化横滚角起飞以脱离储运箱；初始化操作包括：将当前车辆实时位置作为无人机端的初始化位置，将当前车辆实时速度作为无人机端的初始化速度，将当前车辆实时航向信息作为无人机端的初始化航向信息。

更进一步的方案是，当确定储运箱打开且无人机端准备起飞时，无人机端获取车载端的实时星历信息和实时观测信息，以使得无人机端处于热启动状态。

从上述方案可见，本发明无人机端获取当前车载端的实时星历信息和实时观测信息，以使得无人机端处于热启动状态，从而无人机端无需进行自行搜星操作，直接从车载端获取当前的实时星历信息和实时观测信息，使得无人机端能够快速搜星获取当前的实时星历信息和实时观测信息，从而无人机端可以快速定位，实现快速起飞功能。

为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种车载无人机精准定位控制装置，包括车载无人机系统，车载无人机系统包括车载端和无人机端，车载端设置有储运箱、双天线GNSS装置和车端IMU装置，无人机端可位于储运箱内，且无人机端设置有机端GNSS装置，机端GNSS装置与双天线GNSS装置之间相互传输数据信息；当确定无人机端脱离储运箱执行飞行任务时，机端GNSS装置获取无人机端的机端实时位置和机端实时速度，无人机端的RTK模块对机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端的机端定位位置；根据时间差、重力加速度、车载端的实时加速度矢量、车载端的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度，车端IMU装置计算获取无人机端的实际精准位置；其中，车端IMU装置用于获取实时加速度矢量和实时姿态矩阵矢量，无人机端的差分模块获取机端GNSS装置接收双天线GNSS装置的数据信息的时间差。

从上述方案可见，本发明车载无人机精准定位控制装置先通过对无人机端的机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端的机端定位位置，使得无人机端的机端定位位置达到厘米级精度定位，再根据时间差、重力加速度、车载端的实时加速度矢量、车载端的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度计算获取无人机端的实际精准位置，即将无人机端接收车载端的数据信息的时间差、车载端的行驶动态以及无人机端的飞行动态对无人机端的机端定位位置进行定位补偿计算以获取无人机端的实际精准位置，进一步使得无人机端的实际精准位置能够达到1-2厘米级的精度定位，为无人机端能够精准降落至车载端的储运箱内提供保障。因此，本发明车载无人机精准定位控制装置能够对无人机端的机端实时位置进行RTK差分处理以及定位补偿，从而精准定位无人机端的实际精准位置，以精准导航无人机端精准降落至车载端的储运箱内，进而提升车载无人机自主降落的精准度。

更进一步的方案是，实际精准位置。

更进一步的方案是，无人机端还设置有磁感器，磁感器用于定位无人机端的方位；当确定无人机端脱离储运箱执行飞行任务后，磁力器开启；和/或，当确定无人机端位于储运箱内时，无人机端的磁力器关闭。

从上述方案可见，当确定无人机端脱离储运箱执行飞行任务后，无人机端的磁力器开启，使得无人机端的磁力器、机端GNSS装置和机端IMU装置构成组合导航系统，以使得无人机端自主定位导航执行飞行任务。当确定无人机端位于储运箱内时，无人机端的磁力器关闭，从而避免车载端的双天线GNSS装置与无人机端的机端GNSS装置之间的数据获取和传输受到磁感器开启所产生的强磁干扰，进而可以快速进行数据获取和传输，以确保无人机端正常快速起飞。

更进一步的方案是，无人机端还设置有机端IMU装置；双天线GNSS装置获取车载端的车辆实时位置、车辆实时速度和车辆实时航向信息；当确定储运箱打开且无人机端准备起飞时，机端GNSS装置执行初始化操作，以获取无人机端的初始化位置、初始化速度和初始化航向信息，同时机端IMU装置获取无人机端的初始化俯仰角和初始化横滚角，随后无人机端的飞控系统基于初始化位置、初始化速度、初始化航向信息、初始化俯仰角和初始化横滚角控制无人机端起飞以脱离储运箱；初始化操作包括：将当前车辆实时位置作为无人机端的初始化位置，将当前车辆实时速度作为无人机端的初始化速度，将当前车辆实时航向信息作为无人机端的初始化航向信息。

更进一步的方案是，当确定储运箱打开且无人机端准备起飞时，机端GNSS装置获取双天线GNSS装置的实时星历信息和实时观测信息，以使得无人机端处于热启动状态。

从上述方案可见，本发明无人机端的机端GNSS装置获取车载端的双天线GNSS装置当前的实时星历信息和实时观测信息，以使得无人机端处于热启动状态，从而无人机端的机端GNSS装置无需进行自行搜星操作，直接从车载端的双天线GNSS装置获取当前的实时星历信息和实时观测信息，使得无人机端的机端GNSS装置能够快速搜星获取当前的实时星历信息和实时观测信息，从而无人机端的机端GNSS装置可以快速定位，实现快速起飞功能。

附图说明

图1是本发明车载无人机系统的结构示意图。

图2是本发明车载无人机系统中车载端的结构示意图。

图3是本发明车载无人机系统中无人机端的结构示意图。

图4是本发明车载无人机精准定位控制方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

车载无人机精准定位控制方法实施例：

参见图1至图3，本实施例车载无人机系统包括车载端1和无人机端3，车载端1设置有储运箱2、中控系统11、双天线GNSS装置12和车端IMU装置13，无人机端3可位于储运箱2内，且无人机端3设置有飞控系统31、机端GNSS装置32、磁感器33和机端IMU装置34。

其中，本实施例车载端1的中控系统11用于控制车载端1行驶并与无人机端3的飞控系统31进行信息交互，车载端1的双天线GNSS装置12用于获取车载端1的车辆实时位置、车辆实时速度、车辆实时航向信息、实时星历信息和实时观测信息，且车载端1的双天线GNSS装置12与无人机端3的机端GNSS装置32之间能够进行信息交互，车载端1的机端IMU装置34用于获取车载端1的实时加速度矢量和实时姿态矩阵矢量。具体地，无人机端3的机端GNSS装置32与车载端1的双天线GNSS装置12之间通过无线通信技术相互传输数据信息，所传输的数据信息包括但不限于：实时位置、实时速度、实时航向信息、实时星历信息、实时观测信息等。

并且，本实施例无人机端3的飞控系统31用于控制无人机端3航飞并与车载端1的中控系统11进行信息交互，无人机端3的机端GNSS装置32用于获取无人机端3的机端实时位置和机端实时速度，无人机端3的机端IMU装置34获取无人机端3的俯仰角和横滚角，且本实施例无人机端3的差分模块可以集成在无人机端3的飞控系统31中或者机端GNSS装置32中，且无人机端3的RTK模块可以集成在无人机端3的飞控系统31中或者机端GNSS装置32中。

具体地，GNSS装置，为全球导航卫星系统，包括一个或多个卫星星座及其支持特定工作所需的增强系统，是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，是对能够实现全球覆盖的卫星导航系统的统称。

IMU装置，为惯性测量装置，是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，一般地，一个IMU装置包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。

磁感器33，也叫地磁、磁力计，可用于测试磁场强度和方向，定位设备的方位，磁感器33的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。

RTK模块，利用实时动态载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给接收机，进行求差解算坐标，这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法。

参见图4，为车载无人机精准定位控制方法的流程图，本实施例车载无人机精准定位控制方法的具体步骤如下。

执行步骤S11，起飞前，无人机端3位于车载端1的储运箱2内，双天线GNSS装置12获取车载端1的车辆实时位置、车辆实时速度、车辆实时航向信息、实时星历信息和实时观测信息，且车载端1的车端IMU装置13获取车载端1的实时加速度矢量和实时姿态矩阵矢量，此时位于车载端1的储运箱2内的无人机端3可处于储放运载状态或者充电状态，则此时无人机端3的机端GNSS装置32、磁感器33和机端IMU装置34均处于关闭状态，从而避免磁感器33开启所产生的强磁干扰车载端1的双天线GNSS装置12和车端IMU装置13的数据获取和传输，进而确保车载端1的双天线GNSS装置12和车端IMU装置13的数据获取和传输的精准度和稳定性。

具体地，星历信息，为卫星4的星历信息，又称为两行轨道数据（TLE，Two-LineOrbital Element），是用于描述太空飞行体位置和速度的表达式——两行式轨道数据系统，以开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数，能精确计算、预测、描绘、跟踪卫星4、飞行体的时间、位置、速度等运行状态。并且，观测信息，包括伪距测量、载波相位测量和多普勒测量的观测信息。

执行步骤S12，储运箱2打开且无人机端3准备起飞，此时无人机端3的机端GNSS装置32和机端IMU装置34开启，则无人机端3的机端GNSS装置32获取车载端1的双天线GNSS装置12当前的实时星历信息和实时观测信息，以使得无人机端3处于热启动状态，从而无人机端3的机端GNSS装置32无需进行自行搜星操作，直接从车载端1的双天线GNSS装置12获取当前的实时星历信息和实时观测信息，使得无人机端3的机端GNSS装置32能够快速搜星获取当前的实时星历信息和实时观测信息，从而无人机端3的机端GNSS装置32可以快速定位，实现快速起飞功能。

在储运箱2打开且无人机端3准备起飞时，即无人机端3依然位于车载端1的储运箱2内，此时无人机端3的磁感器33依然处于关闭状态，从而避免车载端1的双天线GNSS装置12与无人机端3的机端GNSS装置32之间的数据获取和传输受到磁感器33开启所产生的强磁干扰，进而可以快速进行数据获取和传输，以确保无人机端3正常快速起飞。

并且，在储运箱2打开且无人机端3准备起飞时，无人机端3的机端GNSS装置32执行初始化操作，以获取无人机端3的初始化位置、初始化速度和初始化航向信息。同时，无人机端3的机端IMU装置34获取无人机端3的初始化俯仰角和初始化横滚角。

具体地，本实施例无人机端3的机端GNSS装置32执行初始化操作时，该初始化操作包括：将当前车辆实时位置作为无人机端3的初始化位置，将当前车辆实时速度作为无人机端3的初始化速度，将当前车辆实时航向信息作为无人机端3的初始化航向信息。

同步地，当无人机端3的机端GNSS装置32开启，则无人机端3的差分模块便可获取机端GNSS装置32接收双天线GNSS装置12的数据信息的时间差。由于车载端1的双天线GNSS装置12通过无线传输技术給无人机端3的机端GNSS装置32传输数据信息过程中，会因为传输延时而产生一定的时间差，这个时间差可由无人机端3的PPS秒脉冲和无人机端3的接收到数据信息的时间差计算得到。

执行步骤S13，无人机端3的飞控系统31基于初始化位置、初始化速度、初始化航向信息、初始化俯仰角和初始化横滚角，控制无人机端3起飞以脱离储运箱2。

执行步骤S14，无人机端3脱离车载端1的的储运箱2执行飞行任务，则控制无人机端3的磁力器开启，使得无人机端3的磁力器、机端GNSS装置32和机端IMU装置34构成组合导航系统，以使得无人机端3自主定位导航执行飞行任务。

同时地，无人机端3的机端GNSS装置32获取无人机端3的机端实时位置和机端实时速度，无人机端3的RTK模块对机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端3的机端定位位置。具体地，无人机端3的RTK模块利用车载端1的双天线GNSS装置12和无人机端3的机端GNSS装置32形成移动基站模式进行求差解算，从而实时获得厘米级定位精度的无人机端3的机端定位位置。

在实时获得厘米级定位精度的无人机端3的机端定位位置后，则根据时间差、重力加速度、车载端1的实时加速度矢量、车载端1的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度，车载端1的车端IMU装置13计算获取无人机端3的实际精准位置。

具体地，本实施例无人机端3的实际精准位置的计算公式如下：

。

其中，重力加速度为9.80m/s²。

由于车载端1和无人机端3均位于三维空间中，则车载端1具有XYZ轴矢量，且无人机端3也具有XYZ轴矢量，在XYZ轴的各轴方向上的位置，则对应获取同轴向的相关矢量数据，通过前述公式进行对应计算便可获取该轴向的无人机端3的实际精准位置。

本实施例车载无人机精准定位控制方法先通过对无人机端3的机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端3的机端定位位置，使得无人机端3的机端定位位置达到厘米级精度定位，再根据时间差、重力加速度、车载端1的实时加速度矢量、车载端1的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度计算获取无人机端3的实际精准位置，即将无人机端3接收车载端1的数据信息的时间差、车载端1的行驶动态以及无人机端3的飞行动态对无人机端3的机端定位位置进行定位补偿计算以获取无人机端3的实际精准位置，进一步使得无人机端3的实际精准位置能够达到1-2厘米级的精度定位，为无人机端3能够精准降落至车载端1的储运箱2内提供保障。

执行步骤S14，无人机端3执行返航降落指令，则基于无人机端3的实际精准位置，从而控制无人机端3精准降落至车载端1的储运箱2内。

因此，本实施例车载无人机精准定位控制方法能够对无人机端3的机端实时位置进行RTK差分处理以及定位补偿，从而精准定位无人机端3的实际精准位置，以精准导航无人机端3精准降落至车载端1的储运箱2内，进而提升车载无人机自主降落的精准度。

车载无人机精准定位控制装置实施例：

参见图1至图3，本实施例车载无人机精准定位控制装置包括车载无人机系统，车载无人机系统包括车载端1和无人机端3，车载端1设置有储运箱2、中控系统11、双天线GNSS装置12和车端IMU装置13，无人机端3可位于储运箱2内，且无人机端3设置有飞控系统31、机端GNSS装置32、磁感器33和机端IMU装置34。

其中，本实施例车载端1的中控系统11用于控制车载端1行驶并与无人机端3的飞控系统31进行信息交互，车载端1的双天线GNSS装置12用于获取车载端1的车辆实时位置、车辆实时速度、车辆实时航向信息、实时星历信息和实时观测信息，且车载端1的双天线GNSS装置12与无人机端3的机端GNSS装置32之间能够进行信息交互，车载端1的机端IMU装置34用于获取车载端1的实时加速度矢量和实时姿态矩阵矢量。具体地，无人机端3的机端GNSS装置32与车载端1的双天线GNSS装置12之间通过无线通信技术相互传输数据信息，所传输的数据信息包括但不限于：实时位置、实时速度、实时航向信息、实时星历信息、实时观测信息等。

并且，本实施例无人机端3的飞控系统31用于控制无人机端3航飞并与车载端1的中控系统11进行信息交互，无人机端3的机端GNSS装置32用于获取无人机端3的机端实时位置和机端实时速度，无人机端3的机端IMU装置34获取无人机端3的俯仰角和横滚角，且本实施例无人机端3的差分模块可以集成在无人机端3的飞控系统31中或者机端GNSS装置32中，且无人机端3的RTK模块可以集成在无人机端3的飞控系统31中或者机端GNSS装置32中。

具体地，GNSS装置，为全球导航卫星系统，包括一个或多个卫星星座及其支持特定工作所需的增强系统，是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，是对能够实现全球覆盖的卫星导航系统的统称。

IMU装置，为惯性测量装置，是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，一般地，一个IMU装置包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。

磁感器33，也叫地磁、磁力计，可用于测试磁场强度和方向，定位设备的方位，磁感器33的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。

RTK模块，利用实时动态载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给接收机，进行求差解算坐标，这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法。

参见图4，本实施例车载无人机精准定位控制装置能够执行以下方法步骤。

执行步骤S11，起飞前，无人机端3位于车载端1的储运箱2内，双天线GNSS装置12获取车载端1的车辆实时位置、车辆实时速度、车辆实时航向信息、实时星历信息和实时观测信息，且车载端1的车端IMU装置13获取车载端1的实时加速度矢量和实时姿态矩阵矢量，此时位于车载端1的储运箱2内的无人机端3可处于储放运载状态或者充电状态，则此时无人机端3的机端GNSS装置32、磁感器33和机端IMU装置34均处于关闭状态，从而避免磁感器33开启所产生的强磁干扰车载端1的双天线GNSS装置12和车端IMU装置13的数据获取和传输，进而确保车载端1的双天线GNSS装置12和车端IMU装置13的数据获取和传输的精准度和稳定性。

具体地，星历信息，为卫星4的星历信息，又称为两行轨道数据（TLE，Two-LineOrbital Element），是用于描述太空飞行体位置和速度的表达式——两行式轨道数据系统，以开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数，能精确计算、预测、描绘、跟踪卫星4、飞行体的时间、位置、速度等运行状态。并且，观测信息，包括伪距测量、载波相位测量和多普勒测量的观测信息。

执行步骤S12，储运箱2打开且无人机端3准备起飞，此时无人机端3的机端GNSS装置32和机端IMU装置34开启，则无人机端3的机端GNSS装置32获取车载端1的双天线GNSS装置12当前的实时星历信息和实时观测信息，以使得无人机端3处于热启动状态，从而无人机端3的机端GNSS装置32无需进行自行搜星操作，直接从车载端1的双天线GNSS装置12获取当前的实时星历信息和实时观测信息，使得无人机端3的机端GNSS装置32能够快速搜星获取当前的实时星历信息和实时观测信息，从而无人机端3的机端GNSS装置32可以快速定位，实现快速起飞功能。

在储运箱2打开且无人机端3准备起飞时，即无人机端3依然位于车载端1的储运箱2内，此时无人机端3的磁感器33依然处于关闭状态，从而避免车载端1的双天线GNSS装置12与无人机端3的机端GNSS装置32之间的数据获取和传输受到磁感器33开启所产生的强磁干扰，进而可以快速进行数据获取和传输，以确保无人机端3正常快速起飞。

并且，在储运箱2打开且无人机端3准备起飞时，无人机端3的机端GNSS装置32执行初始化操作，以获取无人机端3的初始化位置、初始化速度和初始化航向信息。同时，无人机端3的机端IMU装置34获取无人机端3的初始化俯仰角和初始化横滚角。

具体地，本实施例无人机端3的机端GNSS装置32执行初始化操作时，该初始化操作包括：将当前车辆实时位置作为无人机端3的初始化位置，将当前车辆实时速度作为无人机端3的初始化速度，将当前车辆实时航向信息作为无人机端3的初始化航向信息。

同步地，当无人机端3的机端GNSS装置32开启，则无人机端3的差分模块便可获取机端GNSS装置32接收双天线GNSS装置12的数据信息的时间差。由于车载端1的双天线GNSS装置12通过无线传输技术給无人机端3的机端GNSS装置32传输数据信息过程中，会因为传输延时而产生一定的时间差，这个时间差可由无人机端3的PPS秒脉冲和无人机端3的接收到数据信息的时间差计算得到。

执行步骤S13，无人机端3的飞控系统31基于初始化位置、初始化速度、初始化航向信息、初始化俯仰角和初始化横滚角，控制无人机端3起飞以脱离储运箱2。

执行步骤S14，无人机端3脱离车载端1的的储运箱2执行飞行任务，则控制无人机端3的磁力器开启，使得无人机端3的磁力器、机端GNSS装置32和机端IMU装置34构成组合导航系统，以使得无人机端3自主定位导航执行飞行任务。

同时地，无人机端3的机端GNSS装置32获取无人机端3的机端实时位置和机端实时速度，无人机端3的RTK模块对机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端3的机端定位位置。具体地，无人机端3的RTK模块利用车载端1的双天线GNSS装置12和无人机端3的机端GNSS装置32形成移动基站模式进行求差解算，从而实时获得厘米级定位精度的无人机端3的机端定位位置。

在实时获得厘米级定位精度的无人机端3的机端定位位置后，则根据时间差、重力加速度、车载端1的实时加速度矢量、车载端1的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度，车载端1的车端IMU装置13计算获取无人机端3的实际精准位置。

具体地，本实施例无人机端3的实际精准位置的计算公式如下：

。

其中，重力加速度为9.80m/s²。

由于车载端1和无人机端3均位于三维空间中，则车载端1具有XYZ轴矢量，且无人机端3也具有XYZ轴矢量，在XYZ轴的各轴方向上的位置，则对应获取同轴向的相关矢量数据，通过前述公式进行对应计算便可获取该轴向的无人机端3的实际精准位置。

本实施例车载无人机精准定位控制装置先通过对无人机端3的机端实时位置进行RTK差分处理以获取无人机端3的机端定位位置，使得无人机端3的机端定位位置达到厘米级精度定位，再根据时间差、重力加速度、车载端1的实时加速度矢量、车载端1的实时姿态矩阵矢量、机端定位位置及机端实时速度计算获取无人机端3的实际精准位置，即将无人机端3接收车载端1的数据信息的时间差、车载端1的行驶动态以及无人机端3的飞行动态对无人机端3的机端定位位置进行定位补偿计算以获取无人机端3的实际精准位置，进一步使得无人机端3的实际精准位置能够达到1-2厘米级的精度定位，为无人机端3能够精准降落至车载端1的储运箱2内提供保障。

执行步骤S14，无人机端3执行返航降落指令，则基于无人机端3的实际精准位置，从而控制无人机端3精准降落至车载端1的储运箱2内。

因此，本实施例车载无人机精准定位控制装置能够对无人机端3的机端实时位置进行RTK差分处理以及定位补偿，从而精准定位无人机端3的实际精准位置，以精准导航无人机端3精准降落至车载端1的储运箱2内，进而提升车载无人机自主降落的精准度。

以上实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.车载无人机精准定位控制方法，车载无人机系统包括车载端和无人机端，其特征在于：

所述车载端设置有储运箱，所述无人机端可位于所述储运箱内；

所述车载无人机精准定位控制方法包括：

当确定所述无人机端脱离所述储运箱执行飞行任务时，获取所述无人机端的机端实时位置和机端实时速度，对所述机端实时位置进行RTK差分处理以获取所述无人机端的机端定位位置；

根据时间差、重力加速度、所述车载端的实时加速度矢量、所述车载端的实时姿态矩阵矢量、所述机端定位位置及所述机端实时速度，计算获取所述无人机端的实际精准位置；

所述时间差为所述无人机端接收所述车载端的数据信息的时间差。

2.根据权利要求1所述的车载无人机精准定位控制方法，其特征在于：

所述实际精准位置 。

3.根据权利要求1所述的车载无人机精准定位控制方法，其特征在于：

当确定所述无人机端脱离所述储运箱执行飞行任务后，所述无人机端的磁力器开启；

和/或，当确定所述无人机端位于所述储运箱内时，所述无人机端的磁力器关闭；

所述磁力器用于定位所述无人机端的方位。

4.根据权利要求1至3任一项所述的车载无人机精准定位控制方法，其特征在于：

所述车载无人机精准定位控制方法还包括：

获取所述车载端的车辆实时位置、车辆实时速度和车辆实时航向信息；

当确定所述储运箱打开且所述无人机端准备起飞时，所述无人机端执行初始化操作，以获取所述无人机端的初始化位置、初始化速度和初始化航向信息，同时获取所述无人机端的初始化俯仰角和初始化横滚角，随后所述无人机端基于所述初始化位置、所述初始化速度、所述初始化航向信息、所述初始化俯仰角和所述初始化横滚角起飞以脱离所述储运箱；

所述初始化操作包括：将当前所述车辆实时位置作为所述无人机端的所述初始化位置，将当前所述车辆实时速度作为所述无人机端的所述初始化速度，将当前所述车辆实时航向信息作为所述无人机端的所述初始化航向信息。

5.根据权利要求4所述的车载无人机精准定位控制方法，其特征在于：

当确定所述储运箱打开且所述无人机端准备起飞时，所述无人机端获取所述车载端的实时星历信息和实时观测信息，以使得所述无人机端处于热启动状态。

6.车载无人机精准定位控制装置，包括车载无人机系统，所述车载无人机系统包括车载端和无人机端，其特征在于：

所述车载端设置有储运箱、双天线GNSS装置和车端IMU装置，所述无人机端可位于所述储运箱内，且所述无人机端设置有机端GNSS装置，所述机端GNSS装置与所述双天线GNSS装置之间相互传输数据信息；

当确定所述无人机端脱离所述储运箱执行飞行任务时，所述机端GNSS装置获取所述无人机端的机端实时位置和机端实时速度，所述无人机端的RTK模块对所述机端实时位置进行RTK差分处理以获取所述无人机端的机端定位位置；

根据时间差、重力加速度、所述车载端的实时加速度矢量、所述车载端的实时姿态矩阵矢量、所述机端定位位置及所述机端实时速度，所述车端IMU装置计算获取所述无人机端的实际精准位置；

其中，所述车端IMU装置用于获取所述实时加速度矢量和所述实时姿态矩阵矢量，所述无人机端的差分模块获取所述机端GNSS装置接收所述双天线GNSS装置的数据信息的所述时间差。

7.根据权利要求6所述的车载无人机精准定位控制装置，其特征在于：

所述实际精准位置 。

8.根据权利要求6所述的车载无人机精准定位控制装置，其特征在于：

所述无人机端还设置有磁感器，所述磁感器用于定位所述无人机端的方位；

当确定所述无人机端脱离所述储运箱执行飞行任务后，所述磁力器开启；

和/或，当确定所述无人机端位于所述储运箱内时，所述无人机端的磁力器关闭。

9.根据权利要求6至8任一项所述的车载无人机精准定位控制装置，其特征在于：

所述无人机端还设置有机端IMU装置；

所述双天线GNSS装置获取所述车载端的车辆实时位置、车辆实时速度和车辆实时航向信息；

当确定所述储运箱打开且所述无人机端准备起飞时，所述机端GNSS装置执行初始化操作，以获取所述无人机端的初始化位置、初始化速度和初始化航向信息，同时所述机端IMU装置获取所述无人机端的初始化俯仰角和初始化横滚角，随后所述无人机端的飞控系统基于所述初始化位置、所述初始化速度、所述初始化航向信息、所述初始化俯仰角和所述初始化横滚角控制所述无人机端起飞以脱离所述储运箱；

所述初始化操作包括：将当前所述车辆实时位置作为所述无人机端的所述初始化位置，将当前所述车辆实时速度作为所述无人机端的所述初始化速度，将当前所述车辆实时航向信息作为所述无人机端的所述初始化航向信息。

10.根据权利要求9所述的车载无人机精准定位控制装置，其特征在于：

当确定所述储运箱打开且所述无人机端准备起飞时，所述机端GNSS装置获取所述双天线GNSS装置的实时星历信息和实时观测信息，以使得所述无人机端处于热启动状态。