CN106197464A - 一种基于无人机的车载超视距导航系统以及方法 - Google Patents
一种基于无人机的车载超视距导航系统以及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机的车载超视距导航系统，包括无人机和车载导航系统，所述无人机包括地面交互系统，视频采集系统，速度/加速度传感器，GPS，角速度/加速度传感器和电机驱动，所述车载导航系统包括无人机地面交互系统，视频播放系统，GPS，地图，任务规划和起飞、着落控制，所述无人机和所述车载导航系统之间通过所述地面交互系统和所述无人机地面交互系统相互连接。本发明通过对导航路径上空的实时视频监控，并传送给导航接收器，实现了超视距的可视导航；结合实时的任务重规划功能，提升导航效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于无人机的车载超视距导航系统以及方法。
背景技术
现有的导航系统如车载应用，一般基于GPS接收系统在静态地图上描绘，对于实时路况无法直观显示。部分改进型的导航系统，通过加载摄像头系统，能够实现车辆附近的实时路况显示，但是其观测范围非常有限，只能在有限的视距范围内。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种基于无人机的车载超视距导航系统以及方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于无人机的车载超视距导航系统，包括无人机和车载导航系统，所述无人机包括地面交互系统，视频采集系统，速度/加速度传感器，GPS，角速度/加速度传感器和电机驱动，所述车载导航系统包括无人机地面交互系统，视频播放系统，GPS，地图，任务规划和起飞、着落控制，所述无人机和所述车载导航系统之间通过所述地面交互系统和所述无人机地面交互系统相互连接。
上述所述的基于无人机的车载超视距导航系统的方法，包括以下步骤：
步骤1）驾驶者在车辆导航系统设置好目的地并选择路径；
步骤2）通过无人机地面交互系统上传任务到无人机；
步骤3）无人机起飞，并飞行至路径前方一定区域；
步骤4）无人机采集数据并回传车载导航；
步骤5）驾驶者根据前方路况视频决定是否重新选择路线，若重新选择路线则通过无人机地面交互系统更新任务到无人机，然后无人机切换航线，并飞行至新路径前方一定区域内，最后到达目的地，若没有重新选择路线则到达目的地；
步骤6）若到达目的地则车载导航发送返回指令给无人机，无人机根据车载导航提供的GPS地址返回，若不能到达目的地则无人机采集数据并回传车载导航 。
进一步的，所述起飞、着落控制中包含车厢，所述车厢上方安装有电磁锁，所述电磁锁。
进一步的，所述无人机的底部设有磁介质触点。
进一步的，所述电磁锁通过车载导航系统控制打开和关闭。
进一步的，所述无人机的自动起飞，返回回收、存放方法如下：当所述导航系统发送起飞命令给无人机时，关闭所述电磁锁，则无人机不再受到物理限制，可自行起飞；当所述导航系统发送返航命令给无人机后，无人机飞临车厢上空时，通过与无人机的通讯，得知其GPS信息；通过获取车辆自身GPS信息，运算后得知无人机在垂直方向一定距离内时可以配置，启动所述电磁锁，吸附住无人机，实现其稳定着落及其后续的存放。
本发明的有益效果:
本发明通过对导航路径上空的实时视频监控，并传送给导航接收器，实现了超视距的可视导航；结合实时的任务重规划功能，提升导航效率。
附图说明
图1是本发明基于无人机的车载超视距导航系统的无人机系统示意图;
图2是本发明基于无人机的车载超视距导航系统的车载导航系统示意图;
图3是本发明基于无人机的车载超视距导航系统的无人机超视距导航示意图;
图4是本发明基于无人机的车载超视距导航系统的起飞、着陆系统示意图；
图5是本发明基于无人机的车载超视距导航系统的执行任务是的流程示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1和图2所示，一种基于无人机的车载超视距导航系统，包括无人机和车载导航系统，所述无人机包括地面交互系统，视频采集系统，速度/加速度传感器，GPS，角速度/加速度传感器和电机驱动，所述车载导航系统包括无人机地面交互系统，视频播放系统，GPS，地图，任务规划和起飞、着落控制，所述无人机和所述车载导航系统之间通过所述地面交互系统和所述无人机地面交互系统相互连接。
上述所述的基于无人机的车载超视距导航系统的方法，包括以下步骤：
步骤1）驾驶者在车辆导航系统设置好目的地并选择路径；
步骤2）通过无人机地面交互系统上传任务到无人机；
步骤3）无人机起飞，并飞行至路径前方一定区域；
步骤4）无人机采集数据并回传车载导航；
步骤5）驾驶者根据前方路况视频决定是否重新选择路线，若重新选择路线则通过无人机地面交互系统更新任务到无人机，然后无人机切换航线，并飞行至新路径前方一定区域内，最后到达目的地，若没有重新选择路线则到达目的地；
步骤6）若到达目的地则车载导航发送返回指令给无人机，无人机根据车载导航提供的GPS地址返回，若不能到达目的地则无人机采集数据并回传车载导航
进一步的，所述起飞、着落控制中包含车厢，所述车厢上方安装有电磁锁，所述电磁锁。
进一步的，所述无人机的底部设有磁介质触点。
进一步的，所述电磁锁通过车载导航系统控制打开和关闭。
进一步的，所述无人机的自动起飞，返回回收、存放方法如下：当所述导航系统发送起飞命令给无人机时，关闭所述电磁锁，则无人机不再受到物理限制，可自行起飞；当所述导航系统发送返航命令给无人机后，无人机飞临车厢上空时，通过与无人机的通讯，得知其GPS信息；通过获取车辆自身GPS信息，运算后得知无人机在垂直方向一定距离内时可以配置，启动所述电磁锁，吸附住无人机，实现其稳定着落及其后续的存放。
另外
速度/加速度传感器： 检测当前三维速度、加速度信息，用以完成姿态解析
角速度/加速度传感器： 检测当前三维角速度、加速度信息，用以完成姿态解析
GPS: 与卫星通信，获得当前地理位置信息，与任务规划路径比较，并保持对车行路线的前置侦察
电机驱动：驱动电机，完成位移或者姿态调整
视频采集系统： 用以对路况实时采集
地面交互系统： 用以与地面车载导航系统交互，接收任务规划，飞机控制，并实时传回视频信息
无人机地面交互系统： 用以与无人机交互，发送任务规划，飞机控制，并实时接收视频信息
视频播放系统： 显示接收到的实时路况信息
起飞、着落系统： 用以承载、回收无人机
GPS/地图/任务规划…： 为传统GPS导航系统所具备的功能，用以实现定位、显示、目的地设置以及路径选择等。
如图3所示，为超视距车载导航工作时的描述图
地面车辆根据设定的路线行驶；
无人机在前方采集并回传地面路况；
车辆接收该视频并显示；
如果前方的路况不理想，驾驶人员可以重新规划路径，以避开拥堵区域。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于无人机的车载超视距导航系统，其特征在于，包括无人机和车载导航系统，所述无人机包括地面交互系统，视频采集系统，速度/加速度传感器，GPS，角速度/加速度传感器和电机驱动，所述车载导航系统包括无人机地面交互系统，视频播放系统，GPS，地图，任务规划和起飞、着落控制，所述无人机和所述车载导航系统之间通过所述地面交互系统和所述无人机地面交互系统相互连接。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的车载超视距导航系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）驾驶者在车辆导航系统设置好目的地并选择路径；
步骤2）通过无人机地面交互系统上传任务到无人机；
步骤3）无人机起飞，并飞行至路径前方一定区域；
步骤4）无人机采集数据并回传车载导航；
步骤5）驾驶者根据前方路况视频决定是否重新选择路线，若重新选择路线则通过无人机地面交互系统更新任务到无人机，然后无人机切换航线，并飞行至新路径前方一定区域内，最后到达目的地，若没有重新选择路线则到达目的地；
步骤6）若到达目的地则车载导航发送返回指令给无人机，无人机根据车载导航提供的GPS地址返回，若不能到达目的地则无人机采集数据并回传车载导航。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的车载超视距导航系统，其特征在于，所述起飞、着落控制中包含车厢，所述车厢上方安装有电磁锁，所述电磁锁。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的车载超视距导航系统，其特征在于，所述无人机的底部设有磁介质触点。
5.根据权利要求3所述的基于无人机的车载超视距导航系统，其特征在于，所述电磁锁通过车载导航系统控制打开和关闭。
6.根据权利要求5所述的基于无人机的车载超视距导航系统，其特征在于，所述无人机的自动起飞，返回回收、存放方法如下：当所述导航系统发送起飞命令给无人机时，关闭所述电磁锁，则无人机不再受到物理限制，可自行起飞；当所述导航系统发送返航命令给无人机后，无人机飞临车厢上空时，通过与无人机的通讯，得知其GPS信息；通过获取车辆自身GPS信息，运算后得知无人机在垂直方向一定距离内时可以配置，启动所述电磁锁，吸附住无人机，实现其稳定着落及其后续的存放。
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