[發明專利]一種基于無線充電的無人機定位系統及方法

有效

• 申請號: 202010095807.3
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111175695B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉貴云;劉子龍;張杰釗;藍雪婧;唐冬;向建化
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01S3/48
• 分類號: G01S3/48;G01S5/02;H02J50/20;H02J50/40
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種基于無線充電的無人機定位系統和方法，該系統包括：多個無人機無線充電接收模塊、AD采樣模塊和數據處理模塊；無人機無線充電接收模塊包括多個接收無線充電信號的無線充電接收線圈和用于實時調諧的TCR相控單元；數據處理模塊包括DFT處理單元和相關干涉儀測向計算單元；無線充電接收線圈與AD采樣模塊相連，AD采樣模塊與數據處理模塊相連；AD采樣模塊采集無線充電線圈感應電流并量化為離散的數字量；DFT處理單元將離散的數字量進行DFT計算，得到無線充電信號的基波分量；相關干涉儀測向計算單元將基波分量進行相關干涉儀測向計算，得到無人機定位信息。本發明與相關干涉儀測向原理相結合，提升了無人機通過無線充電定位的精度。

技術領域

本發明涉及無人機定位技術領域，具體涉及一種基于無線充電的無人機定位系統及方法。

背景技術

現有的無人機定位技術中，有通過檢測接收線圈電流值來判斷無線充電接收端與發送端距離，有根據接收線圈上電阻電壓判斷距離，有使用微波傳感器確定距離，但這些現有的方案中，存在定位精度低、占用硬件資源較多、適用范圍較窄等問題，如只能適用于短距離定位，或者只能用于單發射單接收的情況。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺陷與不足，本發明提供一種基于無線充電的無人機定位系統及方法，本發明將無人機無線充電與相關干涉儀測向原理相結合，將無人機無線充電的線圈作為相關干涉儀的天線，在實現地面對無人機無線充電的同時達到無人機通過無線充電測向，從而達到定位的目的，在無線充電時實現較為精準的低成本無人機定位，僅僅通過相位差等信息，便可實現相對位置的確定，大大節省硬件資源，在不過多增加無人機負重的情況下達成目的。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種基于無線充電的無人機定位系統，包括：

多個無人機無線充電接收模塊、AD采樣模塊和數據處理模塊；所述無人機無線充電接收模塊包括多個無線充電接收線圈和TCR相控單元；所述數據處理模塊包括DFT處理單元和相關干涉儀測向計算單元；

所述無線充電接收線圈與AD采樣模塊相連，所述AD采樣模塊與數據處理模塊相連；

所述無線充電接收線圈用于接收無線充電信號，所述TCR相控單元用于實時調諧，完成多個無線充電接收線圈之間的解耦；

所述AD采樣模塊用于采集無線充電線圈感應電流，并量化為離散的數字量；

所述DFT處理單元用于將所述離散的數字量進行DFT計算，得到無線充電信號的基波分量；

所述相關干涉儀測向計算單元用于所述將基波分量進行相關干涉儀測向計算，得到無人機定位信息。

作為優選的技術方案，所述AD采樣模塊采用DSP芯片的AD轉換單元，所述數據處理模塊采用DSP芯片的信號處理單元。

作為優選的技術方案，還設有信息存儲模塊和位置信息校準模塊，所述信息存儲模塊和位置信息校準模塊均與數據處理模塊相連，所述信息存儲模塊用于存儲無人機定位信息，所述位置信息校準模塊用于將計算得到的無人機定位信息與先驗數據匹配，修正當前無人機定位信息。

作為優選的技術方案，所述信息存儲模塊采用DSP芯片的帶電可擦可編程只讀存儲器。

作為優選的技術方案，所述無線充電接收線圈采用三個無線充電接收線圈，所述無線充電接收線圈電路結構相同并且處于同一平面。

作為優選的技術方案，所述第一個無線接收線圈電路包括無線充電接收線圈L1、采樣電阻R1和電容C1，第二個無線接收線圈電路包括無線充電接收線圈L2、采樣電阻R2和電容C2，第三個無線接收線圈電路包括無線充電接收線圈L3、采樣電阻R3和電容C3；