CN207850391U - 一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统 - Google Patents
一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统，包括四旋翼无人机系统、中央主控制系统、声信号发射系统、声信号接收系统和无线信号收发系统，所述中央主控制系统按一定频率向声信号发射系统发送电脉冲信号，位于地面的声信号接收系统接收声信号发射系统发出的声音信号，并通过无线信号收发系统返回中央主控制系统，中央主控制系统通过发射和接受声音信号的时间差对四旋翼无人机系统定位。本实用新型基于声音引导实现了四旋翼无人机在室内三维环境下的实时导航，定位速度快，精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及四旋翼无人机智能控制领域，具体涉及一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统。
背景技术
随着人工智能技术的迅猛发展，越来越多的计算机技术被开发利用，应用于各个行业领域。四旋翼无人机是人工智能的研究方向之一。
无人机的开发对于从二维平面到三维空间的占领起着至关重要的作用。在开发无人机的过程中，GPS定位系统在无人机室内导航效果欠佳，往往不能精准定位。如何更加准确地完成室内坐标精准定位，是无人机在无任何实物标识的情况下，按照指定路线飞行的首要解决问题。
实用新型内容
为了弥补四旋翼无人机室内精准导航方面的不足，本实用新型提出了一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统，可以实现四旋翼无人机在室内三维定位导航。
本实用新型的一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统，系统包括四旋翼无人机系统、中央主控制系统、声信号发射系统、声信号接收系统和无线信号收发系统，所述中央主控制系统按一定频率向声信号发射系统发送电脉冲信号，位于地面的声信号接收系统接收声信号发射系统发出的声音信号，并通过无线信号收发系统返回中央主控制系统，中央主控制系统通过发射和接受声音信号的时间差对四旋翼无人机系统定位。
中央主控制系统用STM32F103ZET6为主控制芯片。
声信号发射系统中选用8002为功放芯片。
在四旋翼无人机飞行过程中，首先，中央主控制系统输出PWM信号，通过无线信号收发系统，控制声信号发射系统中功放芯片使喇叭发声，中央控制系统开始计时，然后，声信号接收系统得到声信号特征，中央控制系统停止计时，最后，通过算法处理时间信息得出实时三维坐标，最后按照预设路线进行PID控制完成路线矫正。
优选地，所述无线信号收发系统用声音发射系统与中央主控制系统间的通信。
优选地，所述中央主控制系统，用于实现四旋翼无人机在三维空间中的定位导航。
本实用新型的一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统，通过不断地接收发射特定频率的声信号，结合空间坐标计算方法，得到实时四旋翼无人机位置坐标，与指定路线坐标对比，通过PID参数调整，引导无人机按照指定路线飞行。
附图说明
图1为本实用新型一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实例对本实用新型作进一步说明，其目的仅在于更好地理解本实用新型的研究内容而非限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型的较佳实施例的一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系，包括：四旋翼无人机系统1、中央主控制系统2、声信号发射系统3、声信号接收系统4和无线信号收发系统5，所述中央主控制系统2按一定频率向声信号发射系统3发送电脉冲信号，位于地面的声信号接收系统4接收声信号发射系统3发出的声音信号，并通过无线信号收发系统5返回中央主控制系统2，中央主控制系统2通过发射和接受声音信号的时间差对四旋翼无人机系统1定位。
四旋翼无人机系统1搭载的中央主控制系统2作为整个系统的中心，是算法处理和坐标定位的关键。四旋翼无人机系统1硬件主要由电机驱动模块、机械构架模块、飞控主芯片模块、信号处理单元和无线通信模块组成。
声音引导可以实现室内四旋翼无人机三维定位并引导其按指定路线飞行。首先，四旋翼无人机以总控芯片STM32F103ZET6为中心，输出PWM，控制声信号发射系统3，使扬声器产生周期性音频脉冲信号，控制8002功放芯片，驱动喇叭发射声信号，中央主控制系统2开始计时。然后，声信号接收系统4搭载电子咪头接收声音信号，经LM358芯片模拟电路进行整流、滤波和放大信号，完成信号的接收。然后，通过STM32F103C8T6芯片控制无线信号收发系统，利用NRF24L01模块将信号传回四旋翼无人机，无人机中断计时。最后，中央主控制系统2将计时得到声音的发射与接收的时间差，通过算法处理时间信息得出实时坐标，最后按照预设路线进行PID控制完成路线矫正。根据周期性不断进行位置信息刷新，按照预设路线进行PID矫正，完成室内导航任务。
显然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围。
Claims (3)
1.一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统，其特征在于，包括：四旋翼无人机系统、中央主控制系统、声信号发射系统、声信号接收系统和无线信号收发系统，所述中央主控制系统按一定频率向声信号发射系统发送电脉冲信号，位于地面的声信号接收系统接收声信号发射系统发出的声音信号，并通过无线信号收发系统返回中央主控制系统，中央主控制系统通过发射和接受声音信号的时间差对四旋翼无人机系统定位。
2.根据权利要求1所述的基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统，其特征在于：中央主控制系统用STM32F103ZET6为主控制芯片。
3.根据权利要求1所述的基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统，其特征在于：声信号发射系统中选用8002为功放芯片。
Priority Applications (1)
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| CN201820347650.7U CN207850391U (zh) | 2018-03-14 | 2018-03-14 | 一种基于声音引导的四旋翼无人机室内导航系统 |
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| CN (1) | CN207850391U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110673618A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-10 | 郑宏远 | 一种基于声波信号的自动导航方法及导航系统 |
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2018
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Legal Events
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