一种无人机导航系统及无人机
阅读：1022发布：2020-10-07
专利汇可以提供一种无人机导航系统及无人机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 无人机 导航系统 及无人机，所述无人机导航系统包括：CPU；GNSS，所述GNSS与CPU连接；惯性导航 传感器 ；DSP，所述DSP与惯性导航传感器连接，并与CPU连接。无人机导航系统包括DSP和CPU，所述DSP可以对惯性导航传感器所采集的数据进行滤波处理和惯性信息解算以获得惯性导航信息，然后将惯性导航信息在发送至CPU，提高了导航数据的处理效率，同时保证了高 质量 信号 输出和高数据更新速率，以满足无人机在高干扰环境下对高动态和高质量导航信号输出的需求。，下面是一种无人机导航系统及无人机专利的具体信息内容。
1.一种无人机导航系统，其特征在于，包括：
CPU；
GNSS，所述GNSS与CPU连接；
惯性导航传感器；
DSP，所述DSP与惯性导航传感器连接，并与CPU连接。
2.如权利要求1所述的无人机导航系统，其特征在于，所述惯性导航传感器包括：
陀螺仪；
加速度计；
磁场计；
气压高度计。
3.如权利要求2所述的无人机导航系统，其特征在于，所述陀螺仪为三轴陀螺仪；
所述加速度计为三轴加速度计；
所述磁场计为三轴磁场计。
4.如权利要求1所述的无人机导航系统，其特征在于，还包括：
AD转换器，所述DSP通过所述AD转换器与所述惯性导航传感器连接。
5.如权利要求1所述的无人机导航系统，其特征在于，还包括：
存储器，所述DSP通过所述存储器与CPU连接。
6.如权利要求4所述的无人机导航系统，其特征在于，所述DSP与所述AD转换器通过并行总线进行连接。
7.如权利要求5所述的无人机导航系统，其特征在于，所述DSP与所述存储器通过并行总线进行连接。
8.如权利要求5所述的无人机导航系统，其特征在于，所述存储器与所述CPU通过并行总线进行连接。
9.如权利要求5所述的无人机导航系统，其特征在于，所述存储器为双端读写接口的RAM。
10.一种无人机，所述无人机包括机身、机翼、电机和螺旋桨，其特征在于，还包括：
权利要求1-9任一所述的无人机导航系统。
一种无人机导航系统及无人机
技术领域
[0001] 本发明涉及无人机领域，特别涉及到一种无人机导航系统及无人机。
背景技术
[0002] 由于无人机具有体型小、成本低等优势，而且随着飞控技术、通信技术和电子技术的快速发展，无人机的性能不断增强、类型不断增多，使其在军用领域和民用领域中的应用需求不断增大。
[0003] 导航系统对于无人机至关重要，但是由于应用于小型无人机的导航系统受体积、重量和成本的限制，传感器的性能都很有限，故一般需采用惯性导航与GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)导航相结合的方式进行导航。
[0004] 传统无人机导航系统的惯性导航采用传感器进行飞行状态的数据采集，然后使用串行接口控制的AD转换器对传感器采集得到的数据进行转换。接着，导航系统的CPU(中央处理器)将AD转换器转换后的数据与GNSS所采集的数据进行数据融合并解算，最终获得准确的导航信息。
[0005] 在需要维持高数据更新率的高动态环境下，需要消耗大量CPU时间来对数据进行解算。另一方面，如果无人机工作在强干扰环境下，为了获得高质量的导航信号，CPU需要对数据进行滤波等处理，也需要消耗大量的CPU时间。因此，如果无人机工作在强干扰环境下，现有技术中的导航系统难以同时满足高质量的导航信号输出和高速数据更新的需求。
发明内容
[0006] 本发明解决的问题是如果无人机工作在强干扰环境下，现有技术中的导航系统难以同时满足高质量的导航信号输出和高速数据更新的需求。
[0007] 为解决上述问题，本发明提供一种无人机导航系统，包括：
[0008] CPU；
[0009] GNSS，所述GNSS与CPU连接；
[0010] 惯性导航传感器；
[0011] DSP，所述DSP与惯性导航传感器连接，并与CPU连接。
[0012] 进一步，所述惯性导航传感器包括：
[0013] 陀螺仪；
[0014] 加速度计；
[0016] 气压高度计。
[0017] 进一步，所述陀螺仪为三轴陀螺仪；
[0018] 所述加速度计为三轴加速度计；
[0019] 所述磁场计为三轴磁场计。
[0020] 进一步，还包括：
[0021] AD转换器，所述DSP通过所述AD转换器与所述惯性导航传感器连接。
[0022] 进一步，还包括：
[0023] 存储器，所述DSP通过所述存储器与CPU连接。
[0024] 进一步，所述DSP与所述AD转换器通过并行总线进行连接。
[0025] 进一步，所述DSP与所述存储器通过并行总线进行连接。
[0026] 进一步，所述存储器与所述CPU通过并行总线进行连接。
[0027] 进一步，所述存储器为双端读写接口的RAM。
[0028] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
[0029] 本发明的无人机导航系统包括DSP(digital signal processor，数字信号处理)和CPU，所述DSP可以对惯性导航传感器所采集的数据进行滤波处理和惯性信息解算以获得惯性导航信息，然后将惯性导航信息发送至CPU，CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行复杂预处理，CPU只需对GNSS导航信息进行解算，然后将GNSS解算后的信息与DSP发送的信息进行信息融合以获得精确的导航信息。由于CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行预处理，提高了导航数据的处理效率，同时保证了高质量信号输出和高数据更新速率，以满足无人机在高干扰环境下对高动态和高质量导航信号输出的需求。
[0031] 上述的无人机导航系统。
[0032] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
[0033] 本发明无人机中的无人机导航系统包括DSP和CPU，所述DSP可以对惯性导航传感器所采集的数据进行滤波处理和惯性信息解算以获得惯性导航信息，然后将惯性导航信息发送至CPU，CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行复杂预处理，CPU只需对GNSS导航信息进行解算，然后将GNSS解算后的信息与DSP发送的信息进行信息融合以获得精确的导航信息。由于CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行预处理，提高了导航数据的处理效率，同时保证了高质量信号输出和高数据更新速率，以满足无人机在高干扰环境下对高动态和高质量导航信号输出的需求。附图说明
[0034] 图1是本发明第一实施例中无人机导航系统的布局示意图；
[0035] 图2是本发明第一实施例中无人机导航系统的工作原理图；
[0036] 图3是本发明第一实施例中无人机导航系统的DSP处理数据的流程图；
[0037] 图4是本发明第一实施例中无人机导航系统的ARM处理数据的流程图。
具体实施方式
[0038] 如果无人机工作在强干扰环境下，现有技术中的导航系统难以同时满足高质量的导航信号输出和高速数据更新的需求。
[0039] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0040] 第一实施例
[0041] 参考图1，本实施例提供一种无人机导航系统，包括：
[0042] CPU，GNSS，惯性导航传感器和DSP。
[0043] 在本实施例中，所述CPU为ARM，在其他实施例中，所述CPU也可以为其他类型的CPU。
[0044] 所述GNSS与CPU连接。
[0045] 所述DSP与惯性导航传感器连接，并与CPU连接。
[0046] 在本实施例中，所述惯性导航传感器包括：陀螺仪，加速度计，磁场计和气压高度计。
[0047] 在其他实施例中，所述惯性导航传感器还可以包括其他类型的传感器。
[0048] 在本实施例中，所述陀螺仪为三轴陀螺仪，所述加速度计为三轴加速度计，所述磁场计为三轴磁场计。
[0049] 在本实施例中，所述无人机导航系统还包括AD转换器，所述DSP通过所述AD转换器与所述惯性导航传感器连接。
[0050] 在本实施例中，AD转换器为并行高速高精度AD转换器。
[0051] 在本实施例中，所述DSP与所述AD转换器通过并行总线进行连接。
[0052] 在本实施例中，所述无人机导航系统还包括存储器，所述DSP通过所述存储器与CPU连接。
[0053] 在本实施例中，所述存储器为双端读写接口的RAM。
[0054] 在本实施例中，所述DSP与所述存储器通过并行总线进行连接。
[0055] 在本实施例中，所述存储器与所述CPU通过并行总线进行连接。
[0056] 参考图2，本实施例的无人机导航系统工作方式包括：
[0058] 上述的惯性导航传感器将采集到的信号输入AD转换器，AD转换器将原始传感器信号转换为数字信号。
[0059] DSP通过并行总线定时读取AD转换器转换后的数据，并对数据进行数字信号滤波处理，然后采用扩展卡尔曼滤波的方法获得航姿和惯性导航信息，并将3轴角速率数据、3轴过载数据、气压高度数据、航姿数据和惯性导航数据写入RAM。
[0060] ARM处理器定时从RAM中读取数据，并接收和处理来自GNSS的导航数据，然后将来自RAM中的导航数据与来自GNSS的导航数据进行数据融合，获得融合导航信息。并且，依据GNSS导航数据和惯性导航数据对无人机的航姿信息进行修正，最终通过并行总线接口输出3轴角速率数据、3轴过载数据、气压高度数据、惯性导航数据、航姿数据、GNSS导航数据、融合导航数据和GNSS修正航姿。
[0061] 本实施例的无人机导航系统由于包括DSP和CPU，所述DSP可以对惯性导航传感器所采集的数据进行滤波处理和惯性信息解算以获得惯性导航信息，然后将惯性导航信息发送至CPU，CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行复杂预处理，CPU只需对GNSS导航信息进行解算，然后将GNSS解算后的信息与DSP发送的信息进行信息融合以获得精确的导航信息。由于CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行预处理，提高了导航数据的处理效率，同时保证了高质量信号输出和高数据更新速率，以满足无人机在高干扰环境下对高动态和高质量导航信号输出的需求。
[0062] 参考图3，DSP处理数据的流程包括：
[0063] 启动AD转换器；
[0064] 读取AD转换器数据；
[0065] 数字信号滤波处理；
[0066] 姿态解算；
[0067] 惯性导航解算；
[0068] 数据输出至RAM。
[0069] 然后返回，并再次启动AD转换器，一直重复上述步骤以不断更新无人机飞行姿态和惯性导航数据。
[0070] 参考图4，ARM处理数据的流程包括：
[0071] 从RAM读取数据；
[0072] 解算GNSS导航数据；
[0073] 融合导航数据；
[0074] 修正姿态；
[0075] 最终数据输出。
[0076] 然后返回，并再次从RAM读取数据，一直重复上述步骤以不断修正姿态信息，并将数据输出。
[0077] 在本实施例中，所述DSP处理数据的流程和ARM处理数据的流程可以并行执行。
[0078] 本实施例的无人机导航系统有益效果主要包括：
[0080] 无人机导航系统由于包括DSP和CPU，所述DSP可以对惯性导航传感器所采集的数据进行滤波处理和惯性信息解算以获得惯性导航信息，然后将惯性导航信息发送至CPU，CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行复杂预处理，CPU只需对GNSS导航信息进行解算，然后将GNSS解算后的信息与DSP发送的信息进行信息融合以获得精确的导航信息。由于CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行预处理，提高了导航数据的处理效率，同时保证了高质量信号输出和高数据更新速率，以满足无人机在高干扰环境下对高动态和高质量导航信号输出的需求；
[0082] 第二实施例
[0083] 本实施例提供一种无人机，所述无人机包括机身、机翼、电机和螺旋桨，还包括第一实施例所述的无人机导航系统。
[0084] 本实施例中无人机中的无人机导航系统包括DSP和CPU，所述DSP可以对惯性导航传感器所采集的数据进行滤波处理和惯性信息解算以获得惯性导航信息，然后将惯性导航信息发送至CPU，CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行复杂预处理，CPU只需对GNSS导航信息进行解算，然后将GNSS解算后的信息与DSP发送的信息进行信息融合以获得精确的导航信息。由于CPU无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行预处理，提高了导航数据的处理效率，同时保证了高质量信号输出和高数据更新速率，以满足无人机在高干扰环境下对高动态和高质量导航信号输出的需求。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种多旋翼无人机室内飞行保护装置 | 2020-05-12 | 68 |
| 基于直线航迹的空中粗对准的方法 | 2020-05-13 | 842 |
| 一种GPS信息缺失情况下的无人车导航方法及系统 | 2020-05-14 | 321 |
| 一种同时具备抗干扰与高精度的无人机导航方法及系统 | 2020-05-11 | 591 |
| 基于三步自适应算法的无人机三轴稳定平台及跟踪方法 | 2020-05-14 | 950 |
| 一种无人机任意图形禁飞区识别导航系统 | 2020-05-11 | 92 |
| 一种基于大疆T16无人机的林火监测吊舱装置 | 2020-05-17 | 472 |
| 一种天地一体的AI智能水环保实时监测系统 | 2020-05-08 | 757 |
| 一种非卫星方式的无人机着陆方法及系统 | 2020-05-13 | 409 |
| 一种农业无人机路径控制方式 | 2020-05-15 | 573 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈