核心定位技术

a. GPS/GLONASS/Galileo（全球导航卫星系统）

  • 原理：通过接收至少4颗卫星的信号，计算三维位置（经度、纬度、高度）和时间差。
  • 精度：
    • 空旷环境：3-5米水平精度，5-10米垂直精度（WAAS/EGNOS增强）。
    • 城市峡谷：可能降低至10-20米（信号遮挡）。
  • 限制：需户外开阔环境,室内或高楼密集区失效。

b. IMU（惯性测量单元）

  • 原理：集成加速度计、陀螺仪和磁力计,通过积分运动数据估算位置。
  • 特点：
    • 短期精度高（厘米级），但长期累积误差大（漂移）。
    • 需GPS信号辅助校准。

c. 视觉定位系统（VPS）

  • 原理：利用摄像头和视觉传感器（如VPS-2）识别地面特征点，通过SLAM（同步定位与地图构建）算法计算位置。
  • 精度：
    • 空旷环境：5-10厘米水平精度。
    • 障碍物密集区：可能因特征点不足导致定位失效。
  • 优势：无需卫星信号，室内/隧道可用。

融合定位算法

大疆无人机通常采用多传感器融合（如GPS+IMU+VPS）来提高精度和鲁棒性：

  • 卡尔曼滤波：动态调整各传感器权重,减少噪声干扰。
  • 紧耦合融合：直接将VPS数据与GPS/IMU数据结合,提升定位稳定性。

坐标表示与坐标系

  • WGS84坐标系：全球通用，经度（E）、纬度（N）、高度（H）。
  • 无人机本地坐标系：
    • X轴：机头方向（前方）。
    • Y轴：左侧（顺时针）。
    • Z轴：垂直向上。
  • 示例：若无人机位于(116.404, 39.915, 50)米（北京天安门附近），可能表示为：
    • GPS坐标：N39°54'54.00", E116°24'14.40", H50m。
    • 无人机本地坐标：X=0, Y=0, Z=50m（假设起飞点为原点）。

特殊场景处理

  • 室内定位：依赖VPS和激光雷达（如PSDK中的激光雷达模块）。
  • 动态避障：通过VPS实时更新位置,结合飞控算法调整轨迹。
  • RTK（实时动态差分定位）：用于高精度测绘，需地面基站支持（精度可达厘米级）。

开发接口与工具

  • DJI SDK：提供位置数据接口（如getFlightControllerState()），返回经纬度、高度、速度等。
  • RTK模块：通过NTRIP协议连接基站,获取差分数据。

注意事项

  • 数据延迟：IMU数据需经飞控滤波后输出，延迟约100-500ms。
  • 信号遮挡：GPS/VPS可能失效，需备用方案（如Wi-Fi/蓝牙定位）。
  • 安全限制：国内需遵守《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》,避免在禁飞区飞行。

大疆无人机的坐标获取依赖多传感器融合，精度受环境、信号强度和算法影响，实际应用中需结合具体场景选择定位策略，并注意数据安全与合规性，如需精确坐标,建议使用RTK模块或结合地面基站。