CN204390044U - 一种优化无人机飞行记录的装置 - Google Patents
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Abstract
一种优化的无人机飞行记录装置，包括遥控接收机、自驾仪以及地面站，提出利用三维姿态信息、航线方向、飞行方向、机头方向、航迹点的切线和法线方向进行结合比对，结合GPS的经纬度等位置坐标信息，实现最后航迹点的原始坐标信息与模拟的飞行迫降信息的准确快速拟合，预测评估其运动趋势，并与原始地理坐标信息进行筛选，实现无人机轨迹展示与预测，其得到的定位精度逼近实际定位，为无人机的最后迫降点，尤其对在转向处的降落点的判断提供了可能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种优化无人机飞行记录的装置，特别涉及到无人机航空测绘领域。
背景技术
随着无人机航空遥感技术的应用与发展，现有的无人机在测绘作业过程中几乎全部脱离人为控制，所有的作业全部在无人监督的情况下自动判断并完成，一旦系统的某个部件或模块发生故障，都会影响任务的完成质量。因此，基于无人机的飞行数据而作出的判断就成为实现无人机航空遥感稳定性高低的问题所在。
现有的中小型无人机飞行数据的记录方法及装置，一般采用功耗较小的元器件单独或与自驾仪集成到一体来构成飞行数据记录装置，装置中通过主控芯片按惯导算法解算出无人机的三维姿态信息，主控芯片根据三轴地磁感应器、GPS卫星定位装置和气压温度传感器感应无人机的地理和位置信息，通过解算进而获得具有高可信度的无人机三维姿态信息。
但是，无人机在信号丢失时对其最后的航迹记录就变得十分重要，在前期寻找黑匣子的过程中，对无人机迫降点的判断主要是根据飞机的飞行方向、机头方向、航向方向等，但是在无人机的转向时的弧形航向的判断上就存在了多种可能性，包括风向、滑翔姿势等。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供的技术方案是在三维姿态信息的基础上，结合航线方向、飞行方向、机头方向、航迹点的切线和法线方向进行结合比对，利用GPS的经纬度等位置坐标信息，实现最后航迹点的原始坐标信息与模拟的飞行迫降信息的准确快速拟合，预测评估其运动趋势，并与原始地理坐标信息进行筛选，实现无人机轨迹展示与预测，其得到的定位精度逼近实际定位，为无人机的最后迫降点，尤其对在转向处的降落点的判断提供了可能。
本实用新型装置的是利用GPS等导航定位信号，并采集加速度计、陀螺、全数字气压高度计等飞行器平台的动态信息，通过GPS/GLONASS/北斗组合导航算法解算无人机在飞行中的俯仰、横滚、偏航、速度、空速以及曝光瞬间影像的三维坐标等信息。
根据所选轨道来设计舵面偏转规律，控制无人机按照预定的航迹飞行，其中在航线的飞行方向上的航迹点作法线方向和切线方向，在航线的飞行方向上切线与航线相切。
进一步，所述无人机轨道面和三维姿态信息都是动态平衡配对的，在直线航行时，部分信息会重合。
优选的，所述中央处理器采用UP40。
进一步，所述自动驾驶仪分成惯性测量单元(Inertial Measurement Unit)、差分GPS模块、数字式磁罗盘模块、气压测量单元、控制计算处理器和舵机信号输出单元六个基本部分。
进一步，所述惯性测量单元(IMU)包含有三轴陀螺和三轴加速度计。
优选的，自动驾驶仪和遥控器、地面站通过通讯链路通信。
进一步，所述自驾仪连接控制无人机飞行方向的舵机和接收地面遥控指令的遥控接收机。
优选的，所有安装座与安装孔之间采用螺纹连接。
本实用新型的优点是将其与无人机上采集的动态采集数据相结合，再通过无人机飞行的动态三维坐标信息中，在航迹点处生成法线和切线方向，对无人机的飞行姿势多了一种参考方向，在无人机信号丢失后，可以参考切线方向进行跟踪。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的无人机的飞行航线设计图。
图2是本实用新型的无人机的飞行机体设计俯视图。
具体实施方式
以下结合附图作详细说明。
本实用新型作为一种优化的无人机飞行记录装置，在转向和有侧风时，飞机如果要保持航迹，显然机头方向并不是飞行轨迹的切线方向而是有一定的夹角。
在图1所示实施例中，无人机飞行的动态信息中，包括三维坐标信息，在航迹点处生成法线和切线方向，对无人机的飞行姿势多了一种参考方向，在无人机信号丢失后，可以参考切线方向进行跟踪。
在图2所示实施例中，由遥控器、地面站对自驾仪发出控制指令，该指令由地面站转换成输出信号对无人机自驾仪进行传输，控制指令通过触发器启动自驾仪上的差分GPS将修正GPS测量数据传到中央处理器UP40上；同时，惯性测量单元、数字式磁罗盘模块、气压测量单元将分别采集无人机三轴姿态角度数据、时间数据、经度数据、纬度数据、，然后将采集的数据反馈到中央处理器UP40上，计算生成无人机动态姿态数据，并存储到存储器内；存储器的数据通过无线网络发送到地面站内。
以上结合实际的操作过程，作了相关的技术原理说明，这些说明只是为了描述本实用新型的技术设计与操作方法，而不能以任何形式解释为对本实用新型的保护范围的限制。
Claims (3)
1.一种优化的无人机飞行记录装置，包括遥控接收机、自驾仪以及地面站，其特征在于：自动驾驶仪和遥控接收机、地面站通过通讯链路通信；其中遥控接收机内包括指令发射器，遥控接收机的指令发射器与自驾仪的指令接收器通过无线网络连接。
2.根据权利要求1所述的一种优化的无人机飞行记录装置，其特征在于：自动驾驶仪分成惯性测量单元、GPS模块、数字式磁罗盘模块、气压测量单元、控制计算处理器、舵机信号输出单元六个基本部分；自动驾驶仪连接控制无人机飞行方向的舵机。
3.根据权利要求1、2任意一项所述的一种优化的无人机飞行记录装置，其特征在于：无人机按照预定的航迹飞行，其中在航迹点处生成法线和切线方向，在航线的飞行方向上切线与航线相切，信息实时显示在地面站上，并做飞行数据记录。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520061715.8U CN204390044U (zh) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 一种优化无人机飞行记录的装置 |
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| CN201520061715.8U CN204390044U (zh) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 一种优化无人机飞行记录的装置 |
Publications (1)
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| CN201520061715.8U Active CN204390044U (zh) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 一种优化无人机飞行记录的装置 |
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2015
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