[发明专利]一种基于超宽带通信的无人机导航装置

权利要求书

1.一种基于超宽带通信的无人机导航装置，其特征是：包括设置在无人机上的机载定位部分和与机载定位部分连接的超宽带定位部分，超宽带定位部分与地面控制系统连接；其中：

所述机载定位部分包括飞行器控制模块和分别与飞行器控制模块连接的惯性测量模块、光流传感模块、数据通信模块及伺服控制模块；

所述超宽带定位部分包括中央处理器和分别与中央处理器连接的显示模块、按键模块、超宽带射频模块及SPI总线接口，超宽带射频模块与超宽带天线连接；

所述地面控制系统包括数传接收机和分别与数传接收机连接的数据保存处理模块、控制操作模块及显示模块，数据保存处理模块与控制操作模块连接。

2.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述超宽带定位部分为地面导航部分，即在飞行区域内设置3个或3个以上，用于与机载定位部分的超宽带定位设备配合完成测距工作，实时获取无人机的当前高精度坐标。

3.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述飞行控制模块，由ARM处理器组成，ARM处理器与超宽带定位部分、光流传感模块、惯性测量模块、数据通信模块、伺服控制模块相连接；对超宽带定位部分获得的实时坐标、光流传感模块获得的高度、惯性测量模块获得的速度、加速度、姿态信息融合进行处理，得到无人机当前位置，再通过与预设航线对比运算，分析无人机下一步控制指令，通过伺服控制模块，改变各个螺旋桨电机的转速，控制无人机的飞行姿态和规划飞行轨迹；最后通过数据通信模块将无人机的位置信息，获取的任务信息传送给地面导航部分。

4.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述惯性测量模块，由加速度计传感器、陀螺仪传感器组成，加速度计传感器、陀螺仪传感器通过数据接口和飞行控制模块相连接，惯性测量模块用于获得无人机的当前飞行速度、加速度、姿态角、角速度、俯仰角、航偏角和翻滚角信息，并通过数据接口直接将以上信息实时的输入到飞行器控制模块中。

5.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述光流传感模块，由光流传感器、气压计传感器组成，与无人机的飞行控制模块相连接，用于获得无人机的实时飞行高度信息，直接将高度信息的传送给飞行器控制模块。

6.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述数据通信模块，采用无线传输的通信模式，由一对数传组成，数传的发送机与飞行控制单元连接，数传的接收机与地面导航部分连接；主要用于负责地面控制子系统与无人机之间的数据交换与传递。

7.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述伺服控制模块，与飞行控制模块和螺旋桨相连接，飞行控制模块收到控制指令后，通过改变各个螺旋桨电机的转速，控制无人机的飞行姿态和规划航迹。

8.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述超宽带射频模块与超宽带天线相互连接，用于接收和发送无线电信号，通过超宽带射频与超宽带天线部分发送信标包，该信标包用来让机载设备搜索到目前处于哪几个定位基站的覆盖范围；同时用来测距以及在测距的同时传递规定格式的无线数据，定位基站根据接收到的信标包，处理后确定无人机的实时坐标位置M(x,y,z)。

9.根据权利要求1所述的无人机导航装置，其特征是：所述数据保存处理模块分别与数传接收机、控制操作模块连接，用于接收无人机飞行控制模块发送的数据，并对数据进行处理后发送给控制操作模块。