[發(fā)明專(zhuān)利]一種旋翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)校正導(dǎo)航控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811376650.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109343558A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李菁澄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 李菁澄
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/08
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 湯磊

本發(fā)明涉及一種旋翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)校正導(dǎo)航控制系統(tǒng)，包括信號(hào)傳輸模塊、自動(dòng)導(dǎo)航模塊、姿態(tài)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，信號(hào)傳輸模塊連接自動(dòng)導(dǎo)航模塊，自動(dòng)導(dǎo)航模塊連接姿態(tài)控制模塊，姿態(tài)控制模塊連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，自動(dòng)導(dǎo)航模塊根據(jù)信號(hào)傳輸模塊的信號(hào)指令進(jìn)行導(dǎo)航姿態(tài)估算，姿態(tài)控制模塊根據(jù)該姿態(tài)估算結(jié)果控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)各旋翼完成指令動(dòng)作，自動(dòng)導(dǎo)航模塊包括慣性測(cè)量單元、延遲驗(yàn)證單元、自動(dòng)校正單元、姿態(tài)估算單元，慣性測(cè)量單元連接姿態(tài)估算單元，姿態(tài)估算單元連接延遲驗(yàn)證單元，延遲驗(yàn)證單元連接自動(dòng)校正單元，自動(dòng)校正單元連接慣性測(cè)量單元。優(yōu)點(diǎn)是：利用各傳感器在頻域上的互補(bǔ)特性進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和校正，避免產(chǎn)生累積誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，尤其一種旋翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)校正導(dǎo)航控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，旋翼無(wú)人機(jī)以廣泛應(yīng)用于軍事、緊急事件響應(yīng)、監(jiān)測(cè)、航拍和精密農(nóng)業(yè)管理等領(lǐng)域，由于其不需要發(fā)射系統(tǒng)，能垂直起降，對(duì)起飛環(huán)境無(wú)要求，與固定翼無(wú)人機(jī)相比最大的優(yōu)勢(shì)是能夠在空中自由懸停，而且飛行靈活性相當(dāng)高超，可用各種速度，各種飛行剖面的航路進(jìn)行飛行，因而比固定翼無(wú)人機(jī)在偵查、營(yíng)救等艱難任務(wù)環(huán)境中，更具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)航模塊提供穩(wěn)定可靠的姿態(tài)、位置數(shù)據(jù)是旋翼無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)姿態(tài)控制和位置控制的前提，目前，應(yīng)用的組合導(dǎo)航技術(shù)中，以慣性導(dǎo)航與衛(wèi)星導(dǎo)航相結(jié)合的方式最為普遍。慣性測(cè)量單元?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)特性良好，能夠推算旋翼無(wú)人機(jī)的角度、速度、位置等信息，但長(zhǎng)期工作會(huì)產(chǎn)生累積誤差，全球定位系統(tǒng)能夠直接給出載體的速度、位置信息，但更新頻率很慢且速度位置信息的準(zhǔn)確度易受遮擋干擾。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種旋翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)校正導(dǎo)航控制系統(tǒng)，避免產(chǎn)生累積誤差以提供較為準(zhǔn)確的姿態(tài)、位置數(shù)據(jù)。

技術(shù)方案：一種旋翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)校正導(dǎo)航控制系統(tǒng)，包括信號(hào)傳輸模塊、自動(dòng)導(dǎo)航模塊、姿態(tài)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述信號(hào)傳輸模塊連接所述自動(dòng)導(dǎo)航模塊，所述自動(dòng)導(dǎo)航模塊連接所述姿態(tài)控制模塊，所述姿態(tài)控制模塊連接所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述自動(dòng)導(dǎo)航模塊根據(jù)所述信號(hào)傳輸模塊的信號(hào)指令進(jìn)行導(dǎo)航姿態(tài)估算，所述姿態(tài)控制模塊根據(jù)該姿態(tài)估算結(jié)果控制所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)各旋翼完成指令動(dòng)作，

所述自動(dòng)導(dǎo)航模塊包括慣性測(cè)量單元、延遲驗(yàn)證單元、自動(dòng)校正單元、姿態(tài)估算單元，所述慣性測(cè)量單元連接所述姿態(tài)估算單元，所述姿態(tài)估算單元連接所述延遲驗(yàn)證單元，所述延遲驗(yàn)證單元連接所述自動(dòng)校正單元，所述自動(dòng)校正單元連接所述慣性測(cè)量單元，

所述慣性測(cè)量單元固聯(lián)集成有三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)以檢測(cè)角速度數(shù)據(jù)、加速度數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)傳遞至所述姿態(tài)估算單元，

所述姿態(tài)估算單元對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行解算處理，并估算得到t秒后的飛行姿態(tài)、位置、高度數(shù)據(jù)，同時(shí)將該估算數(shù)據(jù)傳遞至所述延遲驗(yàn)證單元，

所述延遲驗(yàn)證單元包括全球定位系統(tǒng)GNSS、空速計(jì)TAS、磁力計(jì)COMPASS、氣壓計(jì)Baro，所述延遲驗(yàn)證單元對(duì)t秒后的實(shí)際位置、高度、速度數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果與所述姿態(tài)估算單元在t秒前傳遞來(lái)的估算數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證，然后將比對(duì)結(jié)果傳遞給所述自動(dòng)校正單元，

所述自動(dòng)校正單元根據(jù)比對(duì)結(jié)果將校正指令傳遞給所述慣性測(cè)量單元，當(dāng)比對(duì)結(jié)果在設(shè)計(jì)的誤差范圍內(nèi)，校正指令為無(wú)動(dòng)作，當(dāng)比對(duì)結(jié)果超出設(shè)計(jì)的誤差范圍外，所述慣性測(cè)量單元根據(jù)校正指令自動(dòng)重設(shè)基準(zhǔn)，并重新檢測(cè)。