[实用新型]一种一体化模块

说明书

本实用新型涉及一种一体化模块，包括，用于采集图像信息的摄像头模块、用于采集距离信息的测距模块、用于采集加速度计和陀螺仪数据信息的IMU模块、用于处理各模块信息的微控制器及用于给各模块和微控制器供电的电源模块，各模块及微控制器集成于一电路板上。本实用新型涉及一体化模块集成度高，占用空间小，结构紧凑，且可更精确地得出修正后的一体化模块或及载体的二维水平速度。

技术领域

本实用新型涉及无人操控机械领域，具体涉及一种一体化模块。

背景技术

无人操控机械通常包括无人机、无人车或无人船，其中无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。

无人机一般包括IMU、GNSS定位模块和光流传感器，来实现定位和运动检测。在室外的环境中可以采用GNSS定位模块和光流视觉定位模块作为位置和运动的测量装置，然而在接收不到卫星定位信号或者信号很弱的环境中，通常需要用到光流视觉定位模块作为位置和运动的测量装置。

其中光流传感器中采用光流镜头进行环境图像连续捕捉，利用相邻的两幅图像总会存在相同的特征，通过对比这些特征点（例如图像中像素点的灰度或亮度色彩等变化情况）的位置变化信息，便可通过像素的变化计算出像素的二维坐标偏移量，实现运动物体的检测。光流传感器主要通过图像传感器采集图像信号像素的二维坐标偏移量，并非真实位移变化量。

因安装在无人机上的图像传感器采集图像受无人机的姿态倾角摆动或者电机云台等机械部件的机械振动，造成采集的图像本身产生二维坐标偏移量，干扰光流传感器计算出的像素的二维坐标偏移量。

且精度受距离（光流传感器与被采集图像的目标物体的距离）的影响，距离越远，相同像素的变化反映出的无人机水平速度变化量越大。测量无人机水平速度范围与高度成正比，测量无人机水平速度精度与高度成反比。

由此可见，能否基于现有技术的不足，提供光流传感器的姿态信息，结合像素的二维坐标偏移量修正出更准确的光流传感器的二维坐标偏移量的硬件设计和计算方法成为本领域技术人员还待解决的技术难题。

名词解释：

IMU（Inertial Measurement Unit）惯性测量单元，是测量物体三轴姿态角（或角速率）以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。

GNSS（Global Navigation Satellite System）全球卫星导航系统,是对北斗系统、GPS、GLONASS、Galileo系统等这些单个卫星导航定位系统的同一称谓。

微控制器：是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。

实用新型内容

本实用新型涉及的一种一体化模块，集成度高，能够得到更精准的一体化模块的水平速度，可用于无人机或无人车或无人船的水平速度及姿态的计算及控制。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种一体化模块，包括，用于采集图像信息的摄像头模块、用于采集距离信息的测距模块、用于采集加速度计和陀螺仪数据信息的IMU模块、用于处理各模块信息的微控制器及用于给各模块和微控制器供电的电源模块，各模块及微控制器集成于一电路板上。