一種無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)及一種無人機飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)及一種無人機飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機飛行器是指利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操控的不載人飛行器。由于無人機飛行器具有可操控性好，低成本，使用方便等優(yōu)點，因此，無人機飛行器已經(jīng)被應(yīng)用于許多行業(yè)，如在航拍、農(nóng)業(yè)植保、測繪等多個領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。無人機飛行器正在不斷地發(fā)展完善階段，在未來將會在更多的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。目前，無人機飛行器存在交互性差，用戶無法直觀地了解無人機飛行器工作狀態(tài)，導(dǎo)致用戶體驗差。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)具有冗余拓撲結(jié)構(gòu)，其利用冗余拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了無人機飛行器冗余控制機制，以提高導(dǎo)航精度，進而提高飛行可靠性。
[0004]另外，本實用新型還提供了一種無人機飛行器，該無人機飛行器利用上述導(dǎo)航系統(tǒng)進行導(dǎo)航，以提高飛行可靠性和安全性。
[0005]本實用新型第一方面提供了一種無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0006]一個控制器和至少一個測量模塊；
[0007]所述控制器包括至少一個處理器，并與每個測量模塊通信連接；
[0008]其中，所述至少一個測量模塊包括冗余的傳感器，用于測量無人機飛行狀態(tài)，并將傳感器測量的數(shù)據(jù)傳送至控制器，所述控制器利用所述至少一個處理器處理傳感器測量的數(shù)據(jù)以控制無人機飛行。
[0009]可選的，所述至少一個測量模塊通過串行通信總線與控制器進行數(shù)據(jù)通信。
[0010]可選的，所述至少一個測量模塊通過CAN通信總線與控制器進行數(shù)據(jù)通信。
[0011 ]可選的，至少有一個測量模塊是慣性測量模塊。
[0012]可選的，所述慣性測量模塊包括加速度傳感器和/或陀螺儀傳感器。
[0013]可選的，所述慣性測量模塊嵌入在所述控制器中。
[0014]可選的，所述慣性測量模塊通過串行接口與控制器進行數(shù)據(jù)通信。
[0015]可選的，所述慣性測量模塊通過串行通信總線與系統(tǒng)中的其他測量模塊進行數(shù)據(jù)通信。
[0016]可選的，所述慣性測量模塊通過CAN通信總線與系統(tǒng)中的其他測量模塊進行數(shù)據(jù)通信。
[0017]可選的，所述至少一個測量模塊是定位模塊，該定位模塊用于計算無人機飛行器的地理位置。
[0018]可選的，所述定位模塊包括定位傳感器。
[0019]可選的，所述定位傳感器包括以下任意一種或者多種類型組合:
[0020]GPS傳感器或北斗定位傳感器。
[0021 ]可選的，所述至少一個測量模塊是磁感應(yīng)模塊，該磁感應(yīng)模塊用于感應(yīng)地磁以判斷方向。
[0022]可選的，所述磁感應(yīng)模塊包括羅盤傳感器。
[0023]可選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0024]視覺模塊;所述視覺單元與所述控制器連接。
[0025]可選的，所述視覺模塊是單目模塊或雙目模塊。
[0026]可選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0027]載波信號差分模塊;所述載波信號差分模塊與所述控制器連接。
[0028]可選的，當(dāng)所述系統(tǒng)包括至少兩個測量模塊時，
[0029]所述至少兩個測量模塊各自包含至少一個傳感器，所述至少兩個測量模塊包含的傳感器互相提供冗余支持。
[0030]本實用新型第二方面提供了另一種無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0031]主導(dǎo)航單元、從導(dǎo)航單元和控制器;所述控制器包括至少一個處理器，并與主導(dǎo)航單元和從導(dǎo)航單元通信連接；
[0032]所述主導(dǎo)航單元包括:至少一個測量模塊；
[0033]所述從導(dǎo)航單元包括:至少一個測量模塊;所述從導(dǎo)航單元中的至少一個測量模塊為所述主導(dǎo)航單元中的至少一個測量模塊提供冗余支持；
[0034]所述控制器利用所述至少一個處理器處理所述主導(dǎo)航單元和所述從導(dǎo)航單元內(nèi)測量模塊測量的數(shù)據(jù)以控制無人機飛行。
[0035]可選的，所述主導(dǎo)航單元和所述從導(dǎo)航單元中的測量模塊通過串行通信總線與控制器進行數(shù)據(jù)通信。
[0036]可選的，所述主導(dǎo)航單元和所述從導(dǎo)航單元中的測量模塊通過CAN通信總線和控制器進行數(shù)據(jù)通信。
[0037]可選的，所述主導(dǎo)航單元包括:一個慣性測量模塊、一個定位模塊、一個磁感應(yīng)模塊或其組合；
[0038]則所述從導(dǎo)航單元包括:至少一個慣性測量模塊、至少一個定位模塊、至少一個磁感應(yīng)模塊或其組合。
[0039]可選的，所述主導(dǎo)航單元包括:一個慣性測量模塊、一個定位模塊和一個磁感應(yīng)模塊；
[0040]所述從導(dǎo)航單元包括:兩個慣性測量模塊、兩個定位模塊和兩個磁感應(yīng)模塊。
[0041 ]可選的，所述主導(dǎo)航單元包括慣性測量模塊，所述慣性測量模塊嵌入在控制器中。
[0042]可選的，所述從導(dǎo)航單元包括至少一個慣性測量模塊，所述從導(dǎo)航單元中的任意一個慣性測量模塊嵌入在控制器中。
[0043]可選的，所述慣性測量模塊通過串行接口與控制器進行數(shù)據(jù)通信。
[0044]可選的，所述主導(dǎo)航單元包括定位模塊和磁感應(yīng)模塊，所述定位模塊和所述磁感應(yīng)模塊集成在同一模塊中。
[0045]可選的，所述從導(dǎo)航單元包括N個定位模塊和N個磁感應(yīng)模塊，所述從導(dǎo)航單元中的定位模塊和磁感應(yīng)模塊以成對的方式分別集成在N個模塊中，所述N為大于或等于I的整數(shù)。
[0046]可選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0047]視覺模塊，所述視覺模塊與所述控制器連接。
[0048]可選的，所述視覺模塊是單目模塊或雙目模塊。
[0049]可選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0050]載波信號差分模塊;所述載波信號差分模塊與所述控制器連接。
[0051]本實用新型第三方面提供了一種無人機飛行器，包括:上述本實用新型第一方面提供的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0052]本實用新型第四方面提供了一種無人機飛行器，包括:上述本實用新型第二方面提供的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0053]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0054]本實用新型提出了利用冗余拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)冗余導(dǎo)航的技術(shù)思路，在該技術(shù)思路的基礎(chǔ)上提出了上述幾個方面的技術(shù)方案，其技術(shù)核心就是基于冗余結(jié)構(gòu)測量模塊，控制器根據(jù)這種冗余結(jié)構(gòu)的測量單元提供的數(shù)據(jù)來進行導(dǎo)航，從冗余的數(shù)據(jù)中能夠選擇較可靠的數(shù)據(jù)來進行導(dǎo)航，從而能夠提高導(dǎo)航精度;而無人機飛行器利用這種的導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提高飛行的安全性和可靠性。
[0055]而現(xiàn)有的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)一般都是采用獨立的測量模塊來進行導(dǎo)航，而其采用的測量模塊多數(shù)為微機電器件，微機電器件由于受到其自身材料和工作原理的限制，其安全級別不高，也容易發(fā)生故障，導(dǎo)航系統(tǒng)中任意一個測量模塊發(fā)送故障，都會直接影響導(dǎo)航精度，嚴重時會引發(fā)無人機失控的問題。
[0056]因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提出的這種具有冗余結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠在某一測量模塊出現(xiàn)故障，采用其冗余功能的測量模塊替代其進行工作，從而保證導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作，避免出現(xiàn)導(dǎo)航故障引起無人機失控的問題，從而提高了導(dǎo)航系統(tǒng)的安全性和導(dǎo)航精度，為無人機飛行器提供更可靠的導(dǎo)航信息。
【附圖說明】
[0057]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0058]圖1是本實用新型第一方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)圖；
[0059]圖2是本實用新型第一方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)圖；
[0060]圖3是本實用新型第一方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例3的結(jié)構(gòu)圖；
[0061 ]圖4是本實用新型第一方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例4的結(jié)構(gòu)圖；
[0062]圖5是本實用新型第一方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例5的結(jié)構(gòu)圖；
[0063]圖6是本實用新型第一方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例6的結(jié)構(gòu)圖；
[0064]圖7是本實用新型第二方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)圖；
[0065]圖8是本實用新型第二方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)圖；
[0066]圖9是本實用新型第二方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例3的結(jié)構(gòu)圖；
[0067]圖10是本實用新型第二方面的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例4的結(jié)構(gòu)圖；
[0068]圖11是本實用新型第三方面提供的無人機飛行器的結(jié)構(gòu)圖；
[0069]圖12是本實用新型第四方面提供的無人機飛行器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0070]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解和實施本實用新型提供的技術(shù)方案，并使本實用新型實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例中技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0071]下面先對本實用新型第一方面提供的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進行解釋說明。
[0072]請參閱圖1，圖1是本實用新型第一方面提供的無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該無人機飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)100包括:
[0073 ] —個控制器1I和至少一個測量模塊(如圖1中的測量模塊1、測量模塊2......、測量模塊N，N是大于或者等于I的整數(shù))；
[0074]所述控制器包括至少一個處理器，并與每個測量模塊通信連接；
[0075]其中，所述至少一個測量模塊包括冗余的傳感器，用于測量無