CN113741512A - 无人机激光导航系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无人机激光导航系统与方法，该无人机激光导航系统其技术方案要点是，包括无人机和远程控制终端；所述无人机包括：控制单元，用于控制无人机的飞行路径；与控制单元连接的GPS定位模块、天气预测模块、气压监测模块、微波测距模块、5G模块和能源监测模块；所述远程控制终端包括：主控芯片，用于远程指令控制中心；与主控芯片相连的信号收发器、信息分析模块和数据储存模块，通过信息分析模块计算得出无人机在预定的飞行路线飞行时的平均能源损耗，再对比无人机飞行时当前能源损耗值是否超出预设能源损耗值，从而进一步的得出无人机飞行导航时的返航能源损耗，避免了无人机在飞行时因飞行路径改变导致无人机因能源不足而无法安全返航。
Description
技术领域
本发明涉及无人机导航技术领域，具体涉及无人机激光导航系统与方法。
背景技术
无人机或RPV(遥控飞行器)是例如用于识别和监控操作的无人驾驶的遥控飞行器，目前无人机的引导通过遥控设备执行，考虑到最近对无人机的商业兴趣，也已经为智能手机或平板电脑开发了易于操作和直观的应用程序。这些应用程序是基于具有受限于智能手机或平板电脑的CPU的性能特征的控制软件，但是在任何情况下都能够分析许多传感器的数据，比如加速计、陀螺仪、磁力仪等，并且实时管理无人机的所有发动机，从而允许维持稳定的飞行和待补偿飞行位置的任何干扰。
无人机飞行时消耗能源较大，难以长久运行，所以通常的无人机具备一种返航系统，但无人机飞行环境多变，若处在复杂的飞行环境下，需保证无人机能源足够安全返航。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了无人机激光导航系统与方法，解决了无人机飞行环境多变，若处在复杂的飞行环境下，无人机在返航途中可能因能源不足导致无人机无法安全返航的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
无人机激光导航系统，包括无人机和远程控制终端；
所述无人机包括：
控制单元，用于控制所述无人机的飞行路径；
与所述控制单元连接的GPS定位模块、天气预测模块、气压监测模块、微波测距模块、5G模块和能源监测模块；
所述远程控制终端包括：
主控芯片，用于远程指令所述控制中心；
与所述主控芯片相连的信号收发器、信息分析模块和数据储存模块，其中所述信号收发器用于实现主控芯片远程指令控制中心。
较佳的，所述信息分析模块用于分析所述GPS定位模块、所述天气预测模块、所述气压监测模块、所述微波测距模块和所述能源监测模块所接受的信息。
较佳的，所述天气预测模块包括湿度监测单元和信号接受单元，所述湿度监测单元连接有温湿度传感器，所述信号接受单元用于实时接受气象局的信息。
较佳的，所述气压监测模块包括高度传感器和气压传感器，所述高度传感器用于测算当前所述无人机的飞行高度，所述气压传感器用于检测当前所述无人机飞行高度的气压值。
较佳的，所述微波测距模块包括微波测距仪，用于检测无人机当前飞行范围的障碍物。
本发明还提供了无人机激光导航方法，所述方法包括：
根据GPS定位模块获取无人机当前位置信息和无人机飞行起点、终点信息，并得出至少五次飞行能源损耗的平均值，所述平均值为预设能源损耗值；
根据温湿度传感器和信息接受单元获取无人机飞行范围的空气湿度信息和当前飞行空域的实时气象信息；
根据高度传感器和气压传感器获取无人机飞行范围的无人机高度信息和无人机预定飞行路线的气压值信息；
根据微波测距仪获取无人机预定飞行路线的障碍物信息；
根据能源监测模块获取无人机当前飞行的每秒能源损耗信息和剩余飞行能源信息。
较佳的，所述方法还包括：
根据无人机当前位置信息、空气湿度信息、气象信息、无人机高度信息、无人机预定飞行路线的气压值信息、障碍物信息、无人机当前飞行的每秒能源损耗信息和剩余飞行能源信息通过信息分析模块计算出当前能源损耗值，并判断得出当前能源损耗值是否超出预设能源损耗值。
较佳的，判断得出当前能源损耗值超出预设能源损耗值，则无人机立即返航，判断得出当前能源损耗值未超出预设能源损耗值，则无人机继续飞往终点。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
通过信息分析模块计算得出无人机在预定飞行路线飞行时的平均能源损耗，再对比无人机飞行时当前能源损耗值是否超出预设能源损耗值，从而进一步的得出无人机飞行导航时的返航能源损耗，是否足够支撑无人机的返航，避免了无人机在飞行时因飞行路径改变和天气因素影响导致无人机因能源不足而无法安全返航。
附图说明
图1是本发明的无人机激光导航系统框示意图；
图2是本发明的无人机激光导航系统中天气预测模块、气压监测模块和微波测距模块系统框示意图；
图3是本发明的无人机激光导航方法步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参考图1和图2，无人机激光导航系统，包括无人机和远程控制终端；
无人机包括：
控制单元，用于控制无人机的飞行路径；
与控制单元连接的GPS定位模块、天气预测模块、气压监测模块、微波测距模块、5G模块和能源监测模块；
远程控制终端包括：
主控芯片，用于远程指令控制中心；
与主控芯片相连的信号收发器、信息分析模块和数据储存模块，其中所述信号收发器用于实现主控芯片远程指令控制中心。
进一步的，信息分析模块用于分析GPS定位模块、天气预测模块、气压监测模块、微波测距模块和能源监测模块所接受的信息。
进一步的，天气预测模块包括湿度监测单元和气象局信息，所述湿度监测单元连接有温湿度传感器。
进一步的，气压监测模块包括高度传感器和气压传感器，所述高度传感器用于测算当前无人机的飞行高度，所述气压传感器用于检测当前无人机飞行高度的气压值。
进一步的，微波测距模块包括微波测距仪，用于检测无人机当前飞行范围的障碍物。
进一步的，5G模块用于将GPS定位模块、天气预测模块、气压监测模块、微波测距模块和能源监测模块所接受的信息传输至信号收发器，信号收发器将收到的信息发送至信息分析模块。
进一步的，数据储存模块用于将无人机在飞行途中和飞行结束后所收集的各项信息储存保留，作为历史信息，以待后续完善飞行路线。
具体的，信息分析模块分析数据储存模块中至少五次的无人机飞行数据，并得出无人机能耗最低、飞行时间最快的路线，路线为预定飞行路线。
具体的，GPS定位模块获取无人机的位置信息，由温湿度传感器检测飞行空域的空气湿度信息，当空气湿度过高时，无人机的飞行阻力会增加，由信息接受单元得到实时气象数据，若起风、下雨等情况出现，从而也会增加无人机的飞行能耗，以温湿度传感器检测空气湿度后，可以计算出一部分的能源损耗。
具体的，无人机在预定飞行路线飞行时，可能会穿越丛林等障碍物，若树木树枝断裂至预定飞行路线后，无人机需下降飞行高度或提升飞行高度，改变其预定飞行路线，改变预定飞行路线会增加能源损耗，以此可以进一步的计算得出一部分的能源损耗。
具体的，无人机的飞行能源不足以无人机安全返航时，由5G模块将能源监测模块所接受的信息发送至信息分析模块，给出飞行起点最近的障碍物较少或较为空旷的区域，由控制单元控制无人机实行迫降。
实施例二
参考图1-图3，本实施例在实施例一的基础上，还提供了无人机激光导航方法，具体步骤如下：
S100：根据GPS定位模块获取无人机当前位置信息和无人机飞行起点、终点信息，并得出至少五次飞行能源损耗的平均值，所述平均值为预设能源损耗值；
S101：根据温湿度传感器和信息接受单元获取无人机飞行范围的空气湿度信息和当前飞行空域的实时气象信息；
S102：根据高度传感器和气压传感器获取无人机飞行范围的无人机高度信息和无人机预定飞行路线的气压值信息；
S103：根据微波测距仪获取无人机预定飞行路线的障碍物信息；
S104：根据能源监测模块获取无人机当前飞行的每秒能源损耗信息和剩余飞行能源信息；
S105：根据无人机当前位置信息、空气湿度信息、气象信息、无人机高度信息、无人机预定飞行路线的气压值信息、障碍物信息、无人机当前飞行的每秒能源损耗信息和剩余飞行能源信息通过信息分析模块计算出当前能源损耗值；
S106: 判断得出当前能源损耗值是否超出预设能源损耗值；
S107：判断得出当前能源损耗值超出预设能源损耗值，则无人机立即返航，判断得出当前能源损耗值未超出预设能源损耗值，则无人机继续飞往终点。
工作原理：通过设置的GPS定位模块获取无人机的位置信息，由温湿度传感器检测飞行空域的空气湿度信息，当空气湿度过高时，无人机的飞行阻力会增加，由信号接受单元得到实时接受气象局的信息，若起风、下雨等情况出现，从而也会增加无人机的飞行能耗，以温湿度传感器检测空气湿度后，可以计算出一部分的能源损耗。
通过设置的微波测距仪，当无人机在预定飞行路线飞行时，可能会穿越丛林等障碍物，若树木树枝断裂至预定飞行路线后，无人机需下降飞行高度或提升飞行高度，改变其预定飞行路线，改变预定飞行路线会增加能源损耗，以此可以进一步的计算得出一部分的能源损耗。
通过信息分析模块计算得出无人机当前在预定飞行路线飞行时的平均能源损耗，再对比无人机飞行时当前能源损耗值是否超出预设能源损耗值，从而进一步的得出无人机飞行导航时的返航能源损耗，是否足够支撑无人机的返航。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
Claims (8)
1.无人机激光导航系统，其特征在于，包括无人机和远程控制终端；
所述无人机包括：
控制单元，用于控制所述无人机的飞行路径；
与所述控制单元连接的GPS定位模块、天气预测模块、气压监测模块、微波测距模块、5G模块和能源监测模块；
所述远程控制终端包括：
主控芯片，用于远程指令所述控制中心；
与所述主控芯片相连的信号收发器、信息分析模块和数据储存模块，其中所述信号收发器用于实现主控芯片远程指令控制中心。
2.根据权利要求1所述的无人机激光导航系统，其特征在于，所述信息分析模块用于分析所述GPS定位模块、所述天气预测模块、所述气压监测模块、所述微波测距模块和所述能源监测模块所接受的信息。
3.根据权利要求2所述的无人机激光导航系统，其特征在于，所述天气预测模块包括湿度监测单元和信号接受单元，所述湿度监测单元连接有温湿度传感器，所述信号接受单元用于实时接受气象局的信息。
4.根据权利要求3所述的无人机激光导航系统，其特征在于，所述气压监测模块包括高度传感器和气压传感器，所述高度传感器用于测算当前所述无人机的飞行高度，所述气压传感器用于检测当前所述无人机飞行高度的气压值。
5.根据权利要求4所述的无人机激光导航系统，其特征在于，所述微波测距模块包括微波测距仪，用于检测无人机当前飞行范围的障碍物。
6.无人机激光导航方法，其特征在于，所述方法包括：
根据GPS定位模块获取无人机当前位置信息和无人机飞行起点、终点信息，并得出至少五次飞行能源损耗的平均值，平均值为预设能源损耗值；
根据温湿度传感器和信息接受单元获取无人机飞行范围的空气湿度信息和当前飞行空域的实时气象信息；
根据高度传感器和气压传感器获取无人机飞行范围的无人机高度信息和无人机预定飞行路线的气压值信息；
根据微波测距仪获取无人机预定飞行路线的障碍物信息；
根据能源监测模块获取无人机当前飞行的每秒能源损耗信息和剩余飞行能源信息。
7.根据权利要求6所述的无人机激光导航方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据无人机当前位置信息、空气湿度信息、气象信息、无人机高度信息、无人机预定飞行路线的气压值信息、障碍物信息、无人机当前飞行的每秒能源损耗信息和剩余飞行能源信息通过信息分析模块计算出当前能源损耗值，并判断得出当前能源损耗值是否超出预设能源损耗值。
8.根据权利要求7所述的无人机激光导航方法，其特征在于：判断得出当前能源损耗值超出预设能源损耗值，则无人机立即返航，判断得出当前能源损耗值未超出预设能源损耗值，则无人机继续飞往终点。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201525931A (zh) * | 2013-12-24 | 2015-07-01 | 元智大學 | 交通工具節能裝置及其方法 |
| CN105093130A (zh) * | 2015-09-17 | 2015-11-25 | 杨珊珊 | 一种无人飞行器续航能力监测系统及方法 |
| CN107202581A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-26 | 杨顺伟 | 无人机低电量返航方法及装置 |
| CN108106626A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-01 | 浙江工业大学 | 一种基于行驶工况的电动汽车出行路径规划方法 |
| CN108871371A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-11-23 | 广东容祺智能科技有限公司 | 一种无人机导航系统 |
| CN110395139A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-01 | 安徽匠桥电子信息有限公司 | 一种电动汽车预约充电方法及系统 |
| CN111452619A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-07-28 | 北京理工大学 | 电动车辆在线能耗预测方法及系统 |
| CN112068601A (zh) * | 2020-10-20 | 2020-12-11 | 北京卫通新科测控技术有限公司 | 一种用于固定翼无人机的导航控制系统 |
| CN112180723A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-05 | 东北大学 | 一种基于能量分析的无人机任务规划方法及装置 |
| CN112297937A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-02 | 南京大学 | 一种多无人机及多充电基站充电调度调度方法和装置 |
| CN112389213A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种续驶里程预测方法、装置、设备及存储介质 |
| CN112558626A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-26 | 安徽翼讯飞行安全技术有限公司 | 一种小型民用无人机空中管制系统 |
-
2021
- 2021-08-03 CN CN202110883529.2A patent/CN113741512A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201525931A (zh) * | 2013-12-24 | 2015-07-01 | 元智大學 | 交通工具節能裝置及其方法 |
| CN105093130A (zh) * | 2015-09-17 | 2015-11-25 | 杨珊珊 | 一种无人飞行器续航能力监测系统及方法 |
| CN107202581A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-26 | 杨顺伟 | 无人机低电量返航方法及装置 |
| CN108106626A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-01 | 浙江工业大学 | 一种基于行驶工况的电动汽车出行路径规划方法 |
| CN108871371A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-11-23 | 广东容祺智能科技有限公司 | 一种无人机导航系统 |
| CN110395139A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-01 | 安徽匠桥电子信息有限公司 | 一种电动汽车预约充电方法及系统 |
| CN111452619A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-07-28 | 北京理工大学 | 电动车辆在线能耗预测方法及系统 |
| CN112180723A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-05 | 东北大学 | 一种基于能量分析的无人机任务规划方法及装置 |
| CN112068601A (zh) * | 2020-10-20 | 2020-12-11 | 北京卫通新科测控技术有限公司 | 一种用于固定翼无人机的导航控制系统 |
| CN112558626A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-26 | 安徽翼讯飞行安全技术有限公司 | 一种小型民用无人机空中管制系统 |
| CN112297937A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-02 | 南京大学 | 一种多无人机及多充电基站充电调度调度方法和装置 |
| CN112389213A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种续驶里程预测方法、装置、设备及存储介质 |
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