飛行器飛行誤差矯正裝置及無(wú)人飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種飛行器飛行誤差矯正裝置及無(wú)人飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)飛行設(shè)備開始進(jìn)入人們的視野，逐漸深入到人們的生活，改善著人們的生活。無(wú)人機(jī)飛行器的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，例如在航拍、測(cè)量、災(zāi)害控制以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等專業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]同時(shí)，對(duì)飛行器的導(dǎo)航和定位精度也提出了更高的要求，目前，飛行器飛行過(guò)程中常用的導(dǎo)航技術(shù)主要有慣性導(dǎo)航和衛(wèi)星定位(GPS)導(dǎo)航，慣性導(dǎo)航和GPS導(dǎo)航相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)飛行器較準(zhǔn)確的導(dǎo)航和定位。
[0004]但是，在一些封閉空間內(nèi)、GPS信號(hào)可能受到阻擋的空間內(nèi)以及在電磁干擾很強(qiáng)的區(qū)域內(nèi)，GPS信號(hào)無(wú)法正常傳輸?shù)斤w行器，飛行器收不到GPS信號(hào)時(shí)只能單純依靠慣性導(dǎo)航技術(shù)飛行，而慣性導(dǎo)航技術(shù)是通過(guò)積分原理實(shí)現(xiàn)的，其本身必然存在著一定的誤差，并且該誤差會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸積累增大，將造成飛行器長(zhǎng)期導(dǎo)航精度誤差較大，以致于在封閉空間或者電磁信號(hào)干擾較強(qiáng)區(qū)域等GPS信號(hào)無(wú)法接收的環(huán)境中，飛行器的飛行精度將出現(xiàn)較大偏差，甚至無(wú)法正常定位和飛行。
[0005]另外，由于單純依靠慣性導(dǎo)航在一段時(shí)間后將出現(xiàn)較大精度誤差，所以在每次飛行之后第二次飛行之前，都要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的初始校準(zhǔn)，操作繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
[0006]鑒于上述情況，本設(shè)計(jì)人借其多年相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)以及豐富的專業(yè)知識(shí)，不斷研發(fā)改進(jìn)，并經(jīng)大量的實(shí)踐驗(yàn)證，提出了本實(shí)用新型飛行器飛行誤差矯正裝置及無(wú)人飛行器的技術(shù)方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種飛行器飛行誤差矯正裝置，在GPS信號(hào)無(wú)法接收的環(huán)境中仍然能夠矯正飛行誤差，實(shí)現(xiàn)飛行器的精確導(dǎo)航。
[0008]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種無(wú)人飛行器，設(shè)有本實(shí)用新型的飛行誤差矯正裝置，在GPS信號(hào)無(wú)法接收的環(huán)境中仍然能夠矯正飛行誤差，實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種飛行器飛行誤差矯正裝置，包括:生成飛行器速率信號(hào)的光流傳感模塊，設(shè)于飛行器上，能檢測(cè)飛行器高度和連續(xù)拍攝地面圖像；慣性導(dǎo)航模塊，設(shè)于飛行器上；矯正飛行誤差的飛行控制器，設(shè)于飛行器上，連接所述光流傳感模塊和慣性導(dǎo)航模塊，接收二者傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0010]優(yōu)選的，上述的飛行器飛行誤差矯正裝置，其中，所述光流傳感模塊包括:連續(xù)拍攝地面圖像的攝像裝置；檢測(cè)飛行器高度的高度檢測(cè)器；光流模塊處理器，連接所述攝像裝置和高度檢測(cè)器，接收二者的信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所述光流模塊處理器連接于所述飛行控制器，并向所述飛行控制器傳輸數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選的，上述的飛行器飛行誤差矯正裝置，其中，所述攝像裝置為照相機(jī)，具有相機(jī)鏡片和感光元件，所述相機(jī)鏡片和感光元件間隔一焦距。
[0012]優(yōu)選的，上述的飛行器飛行誤差矯正裝置，其中，所述高度檢測(cè)器為測(cè)量所述相機(jī)鏡片到地面的高度的超聲波測(cè)距儀。
[0013]優(yōu)選的，上述的飛行器飛行誤差矯正裝置，其中，所述高度檢測(cè)器為激光測(cè)距儀。
[0014]優(yōu)選的，上述的飛行器飛行誤差矯正裝置，其中，所述光流模塊處理器連接于所述飛行控制器，并向所述飛行控制器傳輸飛行器速率信號(hào)數(shù)據(jù)和飛行器位移數(shù)據(jù)。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種無(wú)人飛行器，設(shè)置有本實(shí)用新型的飛行器飛行誤差矯正裝置。
[0016]本實(shí)用新型的飛行器飛行誤差矯正裝置及無(wú)人飛行器至少具有以下優(yōu)點(diǎn)及特占.V.
[0017]1、本實(shí)用新型的飛行器飛行誤差矯正裝置及基于其的矯正方法無(wú)需借助GPS信號(hào)，通過(guò)光流傳感器可檢測(cè)獲得一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)拍攝的地面圖像，通過(guò)圖像處理獲得兩幅圖像中相同物體的移動(dòng)像素?cái)?shù)，進(jìn)而確定飛行器移動(dòng)的位移，再通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到飛行器速率值，通過(guò)飛行器速率值即可矯正慣性導(dǎo)航的飛行誤差，從而使飛行器在封閉空間或者電磁信號(hào)干擾較強(qiáng)區(qū)域等GPS信號(hào)無(wú)法接收的環(huán)境中也能保持高精度的導(dǎo)航，正常定位和飛行。
[0018]2、本實(shí)用新型的飛行器飛行誤差矯正裝置及基于其的矯正方法能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)，設(shè)置合理的采樣頻率，能夠保證足夠的采樣精度，從而實(shí)時(shí)的對(duì)飛行器進(jìn)行飛行誤差矯正，在飛行一段時(shí)間之后也不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中單純依靠慣性導(dǎo)航而產(chǎn)生較大精度誤差的問(wèn)題，再次飛行也不需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的校準(zhǔn)工作，節(jié)省時(shí)間和人力。
[0019]3、本實(shí)用新型的飛行器飛行誤差矯正裝置及無(wú)人飛行器將光流傳感模塊、慣性導(dǎo)航模塊以及飛行控制器等部件及功能進(jìn)行整合，各個(gè)模塊分工明確，技術(shù)成熟，使得整體導(dǎo)航的信賴度高，設(shè)備穩(wěn)定性高，從而保證高精度導(dǎo)航。
[0020]4、本實(shí)用新型的飛行器飛行誤差矯正裝置及無(wú)人飛行器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可實(shí)施性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型飛行器飛行誤差矯正裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型飛行器飛行誤差矯正裝置的矯正方法步驟示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型飛行器飛行誤差矯正裝置工作流程示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型飛行誤差矯正方法移動(dòng)像素距離與飛行位移比例關(guān)系原理示意圖。
[0025]主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0026]10飛行器
[0027]I 光流傳感模塊
[0028]11攝像裝置
[0029]111相機(jī)鏡片
[0030]112感光元件
[0031]12高度檢測(cè)器
[0032]13光流模塊處理器
[0033]2慣性導(dǎo)航模塊
[0034]3飛行控制器
[0035]F焦距
[0036]H高度
[0037]S像素移動(dòng)距離
[0038]T間隔時(shí)間
[0039]V速率
[0040]X飛行器位移
[0041]O物體
【具體實(shí)施方式】
[0042]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0043]請(qǐng)參考圖1，為本實(shí)用新型飛行器飛行誤差矯正裝置模塊示意圖，如圖所示，本實(shí)用新型飛行器飛行誤差矯正裝置主要包括:光流傳感模塊I，設(shè)于飛行器10上，光流傳感模塊I能夠檢測(cè)飛行器高度和連續(xù)拍攝地面圖像，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到飛行器速率信號(hào)和飛行器位移信號(hào)；慣性導(dǎo)航模塊2，設(shè)于飛行器10上，用于對(duì)飛行器10進(jìn)行慣性導(dǎo)航；飛行控制器3，設(shè)于飛行器10上，連接光流傳感模塊I和慣性導(dǎo)航模塊2，接收二者傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)慣性導(dǎo)航進(jìn)行飛行誤差矯正。
[0044]進(jìn)一步的，光流傳感模塊I還包括攝像裝置11、高度檢測(cè)器12和光流模塊處理器13，其中:攝像裝置11用于連續(xù)拍攝地面圖像，其可為各種不同型號(hào)的照相機(jī)，攝像裝置11具有相機(jī)鏡片111和感光元件112 (結(jié)合參考圖4)，相機(jī)鏡片111和感光元件112的間距也就是焦距為F，地面物體光線通過(guò)相機(jī)鏡片111而在感光元件112上成像；高度檢測(cè)器12設(shè)于飛行器10上，用于檢測(cè)飛行器高度H，具體的說(shuō)是相機(jī)鏡片111到地面的高度H，高度檢測(cè)裝置12可為超聲波測(cè)距儀或激光測(cè)距儀等，此類儀器種類較多且為常規(guī)技術(shù)，并不做具體限定，能測(cè)量飛行高度者均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；光流模塊處理器13連接攝像裝置11和高度檢測(cè)器12，接收二者的信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其中，光流模塊處理器13接收攝像裝置11的圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行圖像處理，得到相隔時(shí)間T的兩幅圖像中相同物體的像素移動(dòng)距離S，同時(shí)光流模塊處理器13接收高度檢測(cè)器12測(cè)得的高度H，再結(jié)合焦距F和時(shí)間T的值，可運(yùn)算得到飛行器10在時(shí)間T內(nèi)移動(dòng)的位移X和飛行速率V，飛行器位移X和飛行速率V將可傳輸給飛行控制器3。光流模塊處理器13可為光流傳感處理芯片。
[0045]慣性導(dǎo)航模塊2主要用于飛行器10的慣性導(dǎo)航，其可為常見的慣性導(dǎo)航儀，與飛行控制器3相連，向飛行控制器3傳輸慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，慣性導(dǎo)航儀為較成熟的技術(shù)，其結(jié)構(gòu)和功能為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。
[0046]飛行控制器3連接光流傳感模塊I，具體的說(shuō)是連接于光流模塊處理器13，接收其傳輸?shù)娘w行器的位移X和飛行速率V等數(shù)據(jù)，同時(shí)飛行控制器3還連接慣性導(dǎo)航模塊2并接收其傳輸?shù)膽T性導(dǎo)航數(shù)據(jù)。飛行控制器3進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)光流傳感模塊I傳輸?shù)娘w行速率V