[实用新型]一种集群定位模块及无人机

说明书

本实用新型公开了一种集群定位模块及无人机，属于无人机定位技术领域。它包括多个主红外信号接收器、副红外信号接收器和红外信号发生器，所述主红外信号接收器、副红外信号接收器和红外信号发生器共同电性连接于处理器；所述主红外信号接收器包括对称设置的两个信号接收模块，两个所述信号接收模块的背光面夹角小于180°；所述副红外信号接收器包括一个信号接收模块；所述副红外信号接收器与主红外信号接收器分体设置，任意时刻，至少有三个信号接收模块可以接收外部的红外信号。本实用新型通过红外发生器发出脉冲信号，主红外信号接收器和副红外信号接收器在接到信号后，根据信号强度估算得出信号源的位置，进而对邻近的无人机进行定位。

技术领域

本实用新型属于无人机定位技术领域，更具体地说，涉及一种集群定位模块及无人机。

背景技术

目前，随着无人机的应用领域越来越广，无人机在集群作业过程中及时接收到相邻无人机位置信息对于航线规划起到至关重要的作用。目前主流技术中用来进行定位导航的旋翼无人机一般可以分为基于视觉图像定位、基于GPS定位、基于光流和激光测距定位这三类，且彼此间的位置信息主要依靠基站传输。例如：无人机避障功能主要仰仗自身携带的小型摄像机及配用相应的避障算法，接收基站发出无人机的消息，包括无人机的区域码信息以及无人机的状态信息，对现有的通讯系统的无人机、基站、接入机和地面站均按区域码分片，使彼此间通讯互不影响。类似通讯方法最大缺点是，在雾霾天以及其他视野不佳的天气情况下无人机通过小型摄像机得到的状态信息不够准确无人机间没有办法直接通讯，彼此间无法及时获取相邻飞机间的状态以及位置信息。

中国发明专利CN201810178772.2，公开了基于机间测距的无人机GPS定位故障检测与重构方法。其无人机之间的位置信息是通过各无人机上的GPS定位来实现的，相邻无人机之间的距离数据则通过其上的测距传感器实现，在遇到GPS受干扰或被遮挡引起的定位故障时，采用相应的故障检测和重构方法来确认并定位故障无人机。其不足之处是：GPS定位较适合中、长距离、大范围的通讯，在室内飞行时无人机的GPS模块常常接收不到信号，难以实现对无人机集群的位置控制。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有无人机集群在视野不佳天气中以及在室内飞行时，相邻无人机之间位置信息难以获取的问题，本实用新型提供一种集群定位模块及无人机。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种集群定位模块，包括多个主红外信号接收器、副红外信号接收器和红外信号发生器，所述主红外信号接收器、副红外信号接收器和红外信号发生器共同电性连接于处理器；所述主红外信号接收器包括对称设置的两个信号接收模块，两个所述信号接收模块的背光面夹角A小于180°；所述副红外信号接收器包括一个信号接收模块；所述副红外信号接收器与主红外信号接收器分体设置，任意时刻，至少有三个信号接收模块可以接收外部的红外信号。红外信号发生器用于发出红外信号，主红外信号接收器和副红外信号接收器用于接收外部的红外信号，当三个信号接收模块接收到红外光之后，可以估算出光源的位置。将两块完全相同的信号接收模块分别朝后各倾斜一定的角度，当入射光分别倾斜射入两个信号接收模块时，两模块的反射光不会相互影响。

进一步的，所述的红外信号发生器包括依次电性连接的第一控制器、运算放大器和红外发光二极管，用于产生红外线脉冲信号。第一控制器发出脉冲信号，再经由运算放大器放大，由其场效应管导通或者断开，再串联红外发光二极管，产生连续的红外线脉冲讯号。

进一步的，所述的信号接收模块包括依次电性连接的红外接收模块、前级放大模块、滤波放大模块和类比数位转换器，用于接收红外线脉冲信号并降噪。信号接收模块设计时，考虑如路灯等外界环境的干扰，放大模块增加滤波功能，经过此滤波电路处理后，通过类比数位转换器可将信号由模拟信号转换成数字信号，再利用快速傅里叶转换收集目标信号，然后进行后续分析获取信号红外光入射方向和位置。