[發明專利]一種旋翼無人機自動校正導航控制系統

在審

• 申請號: 201811376650.0
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109343558A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李菁澄
• 申請（專利權）人: 李菁澄
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 湯磊

1.一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：包括信號傳輸模塊(1)、自動導航模塊(2)、姿態控制模塊(3)、電機驅動模塊(4)，所述信號傳輸模塊(1)連接所述自動導航模塊(2)，所述自動導航模塊(2)連接所述姿態控制模塊(3)，所述姿態控制模塊(3)連接所述電機驅動模塊(4)，所述自動導航模塊(2)根據所述信號傳輸模塊(1)的信號指令進行導航姿態估算，所述姿態控制模塊(3)根據該姿態估算結果控制所述電機驅動模塊(4)驅動各旋翼完成指令動作，

所述自動導航模塊(2)包括慣性測量單元(21)、延遲驗證單元(22)、自動校正單元(23)、姿態估算單元(24)，所述慣性測量單元(21)連接所述姿態估算單元(24)，所述姿態估算單元(24)連接所述延遲驗證單元(22)，所述延遲驗證單元(22)連接所述自動校正單元(23)，所述自動校正單元(23)連接所述慣性測量單元(21)，

所述慣性測量單元(21)固聯集成有三軸陀螺儀(211)、三軸加速度計(212)以檢測角速度數據、加速度數據，并將該數據傳遞至所述姿態估算單元(24)，

所述姿態估算單元(24)對該數據進行解算處理，并估算得到t秒后的飛行姿態、位置、高度數據，同時將該估算數據傳遞至所述延遲驗證單元(22)，

所述延遲驗證單元(22)包括全球定位系統GNSS(221)、空速計TAS(222)、磁力計COMPASS(223)、氣壓計Baro(224)，所述延遲驗證單元(22)對t秒后的實際位置、高度、速度數據進行檢測，并將檢測結果與所述姿態估算單元(24)在t秒前傳遞來的估算數據進行比對驗證，然后將比對結果傳遞給所述自動校正單元(23)，

所述自動校正單元(23)根據比對結果將校正指令傳遞給所述慣性測量單元(21)，當比對結果在設計的誤差范圍內，校正指令為無動作，當比對結果超出設計的誤差范圍外，所述慣性測量單元(21)根據校正指令自動重設基準，并重新檢測。

2.根據權利要求1所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：所述設計的誤差范圍為各旋翼姿態角度偏差±1°；位置偏差Φ2cm；高度偏差3cm。

3.根據權利要求1所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：所述慣性測量單元(21)采用MPU6000元件。

4.根據權利要求1所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：所述磁力計COMPASS(223)采用LSM303D元件，所述氣壓計Baro(224)采用MS5611元件，所述全球定位系統GNSS(221)采用NEO-M8N元件，所述空速計TAS(222)采用MPXV7002元件。

5.根據權利要求1所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：所述姿態估算單元(24)采用基于EKF算法構建的直接法與間接法相結合的組合導航模型。

6.根據權利要求1所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：所述姿態控制模塊(3)包括姿態控制器(31)、速度控制器(32)、位置控制器(33)、高度控制器(34)。

7.根據權利要求1所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：還包括自動防撞模塊(5)，所述自動防撞模塊(5)的輸入端與所述自動導航模塊(2)連接、輸出端連接所述姿態控制模塊(3)，所述自動防撞模塊(5)包括超聲波測距裝置(51)、減速懸停裝置(52)。

8.根據權利要求7所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：所述超聲波測距裝置(51)采用HC-SR04超聲波傳感器。

9.根據權利要求7所述的一種旋翼無人機自動校正導航控制系統，其特征在于：所述減速懸停裝置(52)采用光流傳感器。