CN118139171A - 一种用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块 - Google Patents

一种用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块,所述方法包括:当检测到所述无人机未运行时,进入PSM+模式,RTC单元内置的定时器开始计时;经过预设时长的计时完毕后,产生中断信号以退出PSM+模式,定位获取单元获取当前定位数据,并上报至服务器,然后重新计时;当检测到无人机运行时,退出PSM+模式,定位获取单元实时获取无人机的实时定位数据,并高频地上报至服务器。本发明提供的定位模块,在保持高精度定位的同时,能够大幅度降低能耗,延长无人机的工作时间,不仅提升了无人机的续航能力,也降低了使用成本。

Description

一种用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块
技术领域
本发明涉及无人机定位技术领域,尤其涉及一种用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块。
背景技术
目前市面上存在各种独立定位模块,可供无人机使用。这些定位模块通常配备了全球定位系统(GPS)、北斗卫星导航系统(BDS)、伽利略卫星导航系统等多种定位技术,以确保在不同的地理位置和环境条件下能够获得准确的位置信息。
然而,现有的独立定位模块对于获取定位数据耗时较久,若需要获取到精准的定位信息,就会消耗较多的能耗,无法做到精准定位且超长待机。另外,市面上定位模块缺少电源输入,多为一次性使用,无法做到持续使用,无法配合被定位物体状态做出合适的定位数据上报策略。例如,当无人机使用时,需要高频的定位数据上报;当无人机未使用时,考虑到功耗则需要降低定位数据上报频率。即,现有的定位模块无法根据无人机的状态实行不同的定位上报策略,导致无人机的续航能力较低,且使用成本较高。
鉴于此,实有必要提供一种用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块,旨在解决现有的独立定位模块无法做到精准定位且超长待机的问题,从而在保持高精度定位的同时,提升了无人机的续航能力,降低了使用成本。
为了实现上述目的,本发明提供一种用于无人机上的低功耗定位方法,基于装载于无人机上的定位模块实现,包括:
步骤S10:检测无人机是否处于使用状态,当检测到所述无人机未运行时,进入步骤S21-S22;当检测到所述无人机运行时,进入步骤S30;
步骤S21:进入PSM+模式,使主控单元停止运行但使RTC单元保持运行,然后所述RTC单元内置的定时器开始计时;
步骤S22:经过预设时长的计时完毕后,产生中断信号以退出PSM+模式,定位获取单元获取所述无人机的当前定位数据,并将所述当前定位数据通过网络通信单元上报至服务器,然后返回所述步骤S21;
步骤S30:退出PSM+模式,定位获取单元实时获取所述无人机的实时定位数据,并将所述实时定位数据通过网络通信单元按照预设频率上报至服务器。
在一个优选实施方式中,在所述步骤S30中,所述定位获取单元通过与无人机连接的主控单元获取电源,以满足高频的实时定位数据上报需求;且所述定位模块的电源单元通过无人机的电源进行充电。
在一个优选实施方式中,本方法还包括步骤:
当无人机开始运行时,所述定位模块的信号输入单元接收到基于无人机的电源输出产生的上升沿信号,并将该上升沿信号视为中断,以唤醒处于PSM+模式的所述定位模块。
在一个优选实施方式中,所述步骤S10中包括:
当所述定位模块运行时,ADC数模转换单元通过监测无人机的电源输出状态来判断无人机是否处于使用状态。
在一个优选实施方式中,本方法还包括步骤:
所述ADC数模转换单元采集电源单元的电压;
根据采集到的电压数据通过预设的换算规则得到所述电源单元的剩余电量;
根据所述剩余电量以及预设的电量-计时映射表相应地调整所述定时器的计时时长。
在一个优选实施方式中,获取无人机的定位数据包括以下步骤:
通过定位获取单元接收GPS和BDS卫星信号以及通过网络通信单元接收4G/5G定位数据,利用卡尔曼滤波方法进行初步定位计算,得到初步定位结果;
结合星历数据,对所述初步定位结果进行优化和修正,得到最终定位结果。
在一个优选实施方式中,在所述定位获取单元接收GPS和BDS卫星信号之前还包括以下步骤:
通过所述网络通信单元连接到基站定位服务器,以快速定位到预设范围大小的大致范围;
根据该大致范围查询到当前区域可以使用的卫星,并将该卫星信息发送至所述定位获取单元;
所述定位获取单元根据该卫星信息,排除掉无法使用的卫星,仅接收可使用卫星的卫星信号。
在一个优选实施方式中,本方法还包括以下步骤:
通过网络通信单元连接OTA服务器,并查询是否有可升级的固件;
若存在可升级固件,则下载拉取到本地,通过远程OTA单元,解析固件内容,完成固件的升级,并在升级完成后重启所述定位模块,以新的固件程序运行。
本发明还提供了一种用于装载无人机上的定位模块,包括主控单元及均与所述主控单元电连接的RTC单元、定位获取单元、网络通信单元、电源单元、信号输入单元与ADC数模转换单元;
所述主控单元,用于处理数据与信号控制;
所述RTC单元,用于持续跟踪当前的时间,且不受所述主控单元断电或重启的影响,其内置的定时器用于计时;
所述定位获取单元,用于接收卫星信号以获取定位数据;
所述网络通信单元,用于与服务器进行远程网络连接,或用于与基站定位服务器进行远程网络连接,以接收4G/5G定位数据;
所述电源单元,用于与无人机的电源输出电连接,并可为所述主控单元供电;
所述信号输入单元,用于与无人机的电源输出电连接,以监测无人机的电源输出是否产生了上升沿信号,从而判断是否需要唤醒处于PSM+模式的所述主控单元;
所述ADC数模转换单元,用于当所述主控单元处于运行状态时,监测无人机的电源输出来判断无人机是否处于使用状态;还用于采集电源单元的电压。
在一个优选实施方式中,所述定位模块还包括存储单元与远程OTA单元;
所述存储单元,用于存储无人机的定位数据,或用于接收OTA服务器发送的可升级固件内容;
所述远程OTA单元,用于解析该可升级固件内容,以完成固件的升级,并升级完成后重启所述主控单元,从而以新的固件程序运行。
本发明提供的用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块,当检测到无人机在运行时,可高频率地将定位数据上报,从而可清楚了解无人机的飞机轨迹,防止无人机出现丢失情况。当检测到无人机未使用时,进入PSM+模式,主控单元停止运行,实现超低功耗待机,待机功耗可降低至3uA,RTC单元依然保持运行;进入PSM+模式后等待定时器产生中断,重新激活定位模块运作,因此只需间断地向服务器发送自身的定位数据,使得定位模块在无人机断电后,仍能通过自身电池持续发送定位数据,显著提高了无人机在异常情况下的可追踪性。因此,定位模块在保持高精度定位的同时,能够大幅度降低能耗,延长无人机的工作时间,不仅提升了无人机的续航能力,也降低了使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的用于装载无人机上的定位模块的框架图;
图2为本发明提供的用于无人机上的低功耗定位方法的流程图。
图3为无人机在使用时的定位方法流程图。
图中标号:10、主控单元;20、RTC单元;30、定位获取单元;40、网络通信单元;50、电源单元;60、信号输入单元;70、ADC数模转换单元;80、存储单元;90、远程OTA单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,以下结合附图和具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明,并不是为了限定本发明。
还应当理解,在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
需要说明的是,在阐述本发明的技术方案之前,对相关涉及到的一些术语名词进行解释。
GNSS:Global Navigation Satellite System,即全球卫星导航系统,它们利用一组地球轨道上的卫星来提供全球范围内的位置信息、时间信息和导航服务。这些系统通过发送信号到地面上的接收器,使得用户能够确定其位置、速度和导航方向。
RTC:Real_Time Clock,即实时时钟,也称时钟芯片,是一种计算机系统中的硬件设备,用于持续地跟踪当前的时间,而不受系统断电或重启的影响。实时时钟通常以独立的芯片或模块的形式存在于计算机主板或其他设备中。
PSM+:Power Save Mode+,一种处理器超低功耗模式,CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器)停止运行,只有RTC正常运行。
星历:记录天体位置随时间变化的表格或计算方法。
固件:指嵌入式系统中的一种软件,通常是嵌入在硬件设备中的低级程序或操作系统。它与常见的软件不同,因为它通常被存储在设备的非易失性存储器中,并且在设备启动时被加载到设备的内存中执行。
在本发明的实施例中,提供了一种用于装载无人机上的定位模块,可装载于无人机上,用于实现自身与无人机的定位数据获取。在实际产品中,定位模块整体的重量约70克,完全不会影响无人机正常的运行。其中,本发明设计了一套根据无人机的使用逻辑的模块运行程序,即无人机在使用时,丢失的概率较大,定位模块此时也在充电状态下,无需考虑续航问题,所以此时需要高频的定位数据上报;无人机未在使用时只需要间断上报,保证定位模块的续航时间。
如图1所示,定位模块包括主控单元10及均与主控单元10电连接的RTC单元20、定位获取单元30、网络通信单元40、电源单元50、信号输入单元60与ADC(Analog-to-DigitalConverter)数模转换单元70。
主控单元10,可以是市面上的芯片、微处理器、单片机等具备一定数据处理能力的电子元器件,可与无人机的控制芯片连接,用于处理数据与信号控制,从而实现对定位模块内各单元的控制。其中,主控单元10的实现原理可参考现有的芯片、单片机等硬件,本发明在此不再赘述。
RTC单元20,用于持续跟踪当前的时间,且不受主控单元10断电或重启的影响,其内置的定时器用于计时。
定位获取单元30,用于接收卫星信号以获取定位数据。具体地,基于卫星载波相位信号差分测量原理,确定空间两点所成几何矢量在给定坐标系下的指向,以坐标北为方位基准,能够同时得到定位结果。
网络通信单元40,包含4G和/或5G模块,用于与服务器进行远程网络连接,或用于与基站定位服务器进行远程网络连接,以接收4G/5G定位数据。需要说明的是,无人机可通过该服务器获取定位获取单元30发送的定位数据,也可通过主控单元10或网络通信单元40接收该定位数据。
电源单元50,用于与无人机的电源输出电连接,并可为主控单元10供电。当无人机在运行,电源单元50可通过无人机的电源输出进行充电,保证定位模块的可持续运行,区别于市面上的一次性使用定位模块。
信号输入单元60,用于与无人机的电源输出电连接,以监测无人机的电源输出是否产生了上升沿信号,从而判断是否需要唤醒处于PSM+模式的主控单元。即,当无人机从未使用状态切换至使用状态时,无人机的电源输出会输出一个上升沿信号,该上升沿信号可被信号输入单元60监测到,从而判断无人机开始运行。
ADC数模转换单元70,用于当主控单元10处于运行状态时,监测无人机的电源输出来判断无人机是否处于使用状态;还用于采集电源单元50的电压。当无人机在持续运行时,无人机的电源输出可能不再产生上升沿信号,此时便可通过ADC数模转换单元70来判断无人机是否具有电源输出(无人机在未使用时,其电源输出也停止),从而判断无人机是否还在使用。
进一步地,定位模块还包括存储单元80与远程OTA(Over-the-Air Technology,空中下载技术)单元90。
存储单元80,用于存储无人机的定位数据,方便后期进行查阅;或用于接收OTA服务器发送的可升级固件内容。
远程OTA单元90,用于解析该可升级固件内容,以完成固件的升级,并升级完成后重启主控单元10,从而以新的固件程序运行。
本发明还提供了一种用于无人机上的低功耗定位方法,基于上述的装载于无人机上的定位模块来实现,以实现自身与无人机的定位数据获取,在保持高精度定位的同时,能够大幅度降低能耗,延长无人机的工作时间。
如图2所示,用于无人机上的低功耗定位方法包括步骤S10、S21、S22、S30。
步骤S10:检测无人机是否处于使用状态,当检测到无人机未运行时,进入步骤S21-S22;当检测到无人机运行时,进入步骤S30。
其中,检测无人机是否运行,包括两种情形,一种是无人机从未使用状态切换至运行状态,另一种则是在无人机的持续运行过程中不断检测无人机接下来是否还在运行。结合图3,接下来将对两种情形的检测步骤进行说明。
第一种情形:当无人机开机开始运行时,无人机的电源输出(例如5V输出)会从而低电平变为高电平,产生一个上升沿信号,信号输入单元60接收到该基于无人机的电源输出产生的上升沿信号,并将该上升沿信号视为中断,以唤醒处于PSM+模式的定位模块,从而保证无人机运作时,定位模块也在运作,可以实时获取到无人机的定位信息。
第二种情形:当定位模块运行时,ADC数模转换单元70通过监测无人机的电源输出状态来判断无人机是否处于使用状态。
能够理解的是,无人机在运行时,其电源输出也处于可向外供电的状态,此时,通过ADC数模转换单元70判断无人机的5V输出,从而判断无人机是否还在使用。其中,检测电源输出的实现原理及实施方式可参考现有技术,在此不再赘述。
步骤S21:进入PSM+模式,使主控单元10停止运行但使RTC单元20保持运行,然后RTC单元20内置的定时器开始计时。
具体地,当检测到无人机未运行时,此时无人机可能未使用,也有可能发生故障而出现异常情形,导致需要对无人机进行搜寻。此时,导致定位模块需要更多的续航能力,以延长可向外发送自身定位的时间。定位模块以低功耗能进入PSM+模式(即休眠模式),CPU(即主控单元10)停止运行,实现超低功耗待机,待机功耗可低至3uA,RTC单元20则依然保持运行,通过在RTC单元20上设置定时器,进入休眠模式后,等待定时器产生中断,重新激活定位模块运作。
步骤S22:经过预设时长(例如30min、1h、2h、1day等)的计时完毕后,定时器会产生中断信号以退出PSM+模式,定位获取单元30获取无人机的当前定位数据(亦即定位模块自身的定位数据),并将当前定位数据通过网络通信单元40上报至服务器,然后返回步骤S21,即重新进入PSM+模式。
因此,当无人机未使用时,定位模块低频率地向外发送当前定位数据,既实现了定位数据上报功能,也提升了续航能力,使得定位模块在保持高精度定位的同时,能够大幅度降低能耗,延长无人机的工作时间。这种创新不仅提升了无人机的续航能力,也降低了使用成本。
进一步地,本方法在步骤S21-S22中还包括以下步骤:
首先,ADC数模转换单元70采集电源单元50的电压。其次,根据采集到的电压数据通过预设的换算规则得到电源单元50的剩余电量;需要说明的是,当电池电量较低时,其电压也会相应的降低,根据该原理,可以得到电源单元50的剩余电量。最后,根据剩余电量以及预设的电量-计时映射表相应地调整定时器的计时时长。
具体地,在预先设置的电量-计时映射表中,可设置计时时长梯度,即,剩余电量越低,则对应的计时时长越长,根据电源单元50的剩余电量,梯度延长定位模块处于PSM+模式的时间,最大化的提升定位模块与无人机的续航能力。
当检测到无人机在运行时,执行步骤S30:退出PSM+模式,定位获取单元30实时获取无人机的实时定位数据,并将实时定位数据通过网络通信单元40按照预设频率上报至服务器。
即,当无人机运行时,需要高频地上报自身的定位数据,此时必须要唤醒正在休眠的定位模块,保证无人机在使用时有高频的定位数据上报,例如,以5s一次的频率上报,清楚了解无人机飞机轨迹,防止无人机出现丢失情况。
进一步地,定位获取单元30通过与无人机连接的主控单元10获取电源,以满足高频的实时定位数据上报需求;且定位模块的电源单元50通过无人机的电源进行充电。
具体地,在无人机使用状态下,5V输出可以对定位模块的电源功能进行充电,保证定位模块的可持续运行,从而区别于市面上的一次性使用。本发明设计了一套根据无人机的使用逻辑的模块运行程序,即无人机在使用时,丢失的概率较大,定位模块此时也在充电状态下,无需考虑续航问题,所以此时需要高频的定位数据上报,而无人机在未使用时只需要间断上报,以保证定位模块的续航时间。
在一些实施例中,上述获取无人机的定位数据包括以下步骤:通过定位获取单元30接收GPS和BDS卫星信号以及通过网络通信单元40接收4G/5G定位数据,利用卡尔曼滤波方法进行初步定位计算,得到初步定位结果;结合星历数据,对初步定位结果进行优化和修正,得到最终定位结果。
具体地,本发明整合了GPS、BDS、4G定位技术,并结合星历数据进行优化,以实现高精度定位信息的获取。定位模块将分为硬件部分和软件部分,硬件部分负责接收和处理各种定位信号,软件部分负责数据处理和定位计算。定位获取单元30包含GPS、BDS接收芯片,可同时接收GPS和BDS卫星信号,网络通信单元40包含4G/5G模块,接收4G/5G定位数据,融合GPS、BDS和4G/5G定位信息,利用卡尔曼滤波方法进行初步定位计算,结合星历数据,对初步定位结果进行优化和修正,提高定位精度。
其中,在定位获取单元30接收GPS和BDS卫星信号之前还包括以下步骤:通过网络通信单元40连接到基站定位服务器,以快速定位到预设范围大小的大致范围;根据该大致范围查询到当前区域可以使用的卫星,并将该卫星信息发送至定位获取单元30;定位获取单元30根据该卫星信息,排除掉无法使用的卫星,仅接收可使用卫星的卫星信号,从而针对性且快速地获取到GNSS定位信息。
具体地,在获取到精准的GNSS定位信息之前,先使用网络通信单元40,连接到基站定位服务器,快速定位到大致范围,再根据区域信息上报至APGS服务器,查询到当前区域可以使用的卫星,反馈到定位获取单元30,定位获取单元30根据卫星信息,排除掉无法使用的卫星。举例来说,GPS卫星数量总共24颗,BDS卫星数量总共45颗,而可使用的卫星大概在10颗左右,因此能够减少不必要的消耗,从而大大增加搜寻定位信息的速度,并且能够减少定位模块在搜星过程中浪费的能耗。
在一些实施例中,本方法还包括以下步骤:通过网络通信单元40连接OTA服务器,并查询是否有可升级的固件;若存在可升级固件,则下载拉取到本地,通过远程OTA单元90,解析固件内容,完成固件的升级,并在升级完成后重启定位模块,以新的固件程序运行。
因此,结合上述描述,本发明至少具备了以下有益效果:
(1)本发明成功地将高精度定位技术与长时间待机功能结合,使得定位模块在无人机断电后,仍能通过自身电池持续发送定位数据。这种技术的融合显著提高了无人机在异常情况下的可追踪性,为无人机的安全飞行和作业提供了有力保障。
(2)本发明在定位模块的设计中,注重低功耗技术的应用和优化,使得定位模块在保持高精度定位的同时,能够大幅度降低能耗,延长无人机的工作时间。这种创新不仅提升了无人机的续航能力,也降低了使用成本。
(3)本发明不仅关注定位模块的硬件设计,还构建了智能化的管理与分析平台。平台能够实时接收、存储和分析无人机的定位数据,为用户提供直观的数据展示和决策支持。这种创新使得用户能够更加方便地监控无人机的状态,提升作业效率。
(4)本发明将定位技术、无线通讯技术、电力电子技术等多个领域的技术进行集成和创新应用,打破了传统无人机技术的局限,为无人机行业的发展提供了新的思路和方法。这种跨领域的集成与应用,使得项目具有更高的市场价值和推广前景。
综上所述,本发明提供的用于无人机上的低功耗定位方法及定位模块,当检测到无人机在运行时,可高频率地将定位数据上报,从而可清楚了解无人机的飞机轨迹,防止无人机出现丢失情况。当检测到无人机未使用时,进入PSM+模式,主控单元10停止运行,实现超低功耗待机,待机功耗可降低至3uA,RTC单元20依然保持运行;进入PSM+模式后等待定时器产生中断,重新激活定位模块运作,因此只需间断地向服务器发送自身的定位数据,使得定位模块在无人机断电后,仍能通过自身电池持续发送定位数据,显著提高了无人机在异常情况下的可追踪性。因此,定位模块在保持高精度定位的同时,能够大幅度降低能耗,延长无人机的工作时间,不仅提升了无人机的续航能力,也降低了使用成本。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的系统或装置/终端设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的系统或装置/终端设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,系统或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述,因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改,故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下,本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种用于无人机上的低功耗定位方法,基于装载于无人机上的定位模块实现,其特征在于,包括:
步骤S10:检测无人机是否处于使用状态,当检测到所述无人机未运行时,进入步骤S21-S22;当检测到所述无人机运行时,进入步骤S30;
步骤S21:进入PSM+模式,使主控单元停止运行但使RTC单元保持运行,然后所述RTC单元内置的定时器开始计时;
步骤S22:经过预设时长的计时完毕后,产生中断信号以退出PSM+模式,定位获取单元获取所述无人机的当前定位数据,并将所述当前定位数据通过网络通信单元上报至服务器,然后返回所述步骤S21;
步骤S30:退出PSM+模式,定位获取单元实时获取所述无人机的实时定位数据,并将所述实时定位数据通过网络通信单元按照预设频率上报至服务器。
2.如权利要求1所述的用于无人机上的低功耗定位方法,其特征在于,在所述步骤S30中,所述定位获取单元通过与无人机连接的主控单元获取电源,以满足高频的实时定位数据上报需求;且所述定位模块的电源单元通过无人机的电源进行充电。
3.如权利要求1所述的用于无人机上的低功耗定位方法,其特征在于,还包括步骤:
当无人机开始运行时,所述定位模块的信号输入单元接收到基于无人机的电源输出产生的上升沿信号,并将该上升沿信号视为中断,以唤醒处于PSM+模式的所述定位模块。
4.如权利要求3所述的用于无人机上的低功耗定位方法,其特征在于,所述步骤S10中包括:
当所述定位模块运行时,ADC数模转换单元通过监测无人机的电源输出状态来判断无人机是否处于使用状态。
5.如权利要求4所述的用于无人机上的低功耗定位方法,其特征在于,还包括步骤:
所述ADC数模转换单元采集电源单元的电压;
根据采集到的电压数据通过预设的换算规则得到所述电源单元的剩余电量;
根据所述剩余电量以及预设的电量-计时映射表相应地调整所述定时器的计时时长。
6.如权利要求1所述的用于无人机上的低功耗定位方法,其特征在于,获取无人机的定位数据包括以下步骤:
通过定位获取单元接收GPS和BDS卫星信号以及通过网络通信单元接收4G/5G定位数据,利用卡尔曼滤波方法进行初步定位计算,得到初步定位结果;
结合星历数据,对所述初步定位结果进行优化和修正,得到最终定位结果。
7.如权利要求6所述的用于无人机上的低功耗定位方法,其特征在于,在所述定位获取单元接收GPS和BDS卫星信号之前还包括以下步骤:
通过所述网络通信单元连接到基站定位服务器,以快速定位到预设范围大小的大致范围;
根据该大致范围查询到当前区域可以使用的卫星,并将该卫星信息发送至所述定位获取单元;
所述定位获取单元根据该卫星信息,排除掉无法使用的卫星,仅接收可使用卫星的卫星信号。
8.如权利要求1所述的用于无人机上的低功耗定位方法,其特征在于,还包括以下步骤:
通过网络通信单元连接OTA服务器,并查询是否有可升级的固件;
若存在可升级固件,则下载拉取到本地,通过远程OTA单元,解析固件内容,完成固件的升级,并在升级完成后重启所述定位模块,以新的固件程序运行。
9.一种用于装载无人机上的定位模块,其特征在于,包括主控单元及均与所述主控单元电连接的RTC单元、定位获取单元、网络通信单元、电源单元、信号输入单元与ADC数模转换单元;
所述主控单元,用于处理数据与信号控制;
所述RTC单元,用于持续跟踪当前的时间,且不受所述主控单元断电或重启的影响,其内置的定时器用于计时;
所述定位获取单元,用于接收卫星信号以获取定位数据;
所述网络通信单元,用于与服务器进行远程网络连接,或用于与基站定位服务器进行远程网络连接,以接收4G/5G定位数据;
所述电源单元,用于与无人机的电源输出电连接,并可为所述主控单元供电;
所述信号输入单元,用于与无人机的电源输出电连接,以监测无人机的电源输出是否产生了上升沿信号,从而判断是否需要唤醒处于PSM+模式的所述主控单元;
所述ADC数模转换单元,用于当所述主控单元处于运行状态时,监测无人机的电源输出来判断无人机是否处于使用状态;还用于采集电源单元的电压。
10.如权利要求9所述的用于装载无人机上的定位模块,其特征在于,还包括存储单元与远程OTA单元;
所述存储单元,用于存储无人机的定位数据,或用于接收OTA服务器发送的可升级固件内容;
所述远程OTA单元,用于解析该可升级固件内容,以完成固件的升级,并升级完成后重启所述主控单元,从而以新的固件程序运行。
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