CN207991560U

CN207991560U - 一种一体化模块

Info

Publication number: CN207991560U
Application number: CN201820517003.6U
Authority: CN
Inventors: 杨凡
Original assignee: Hangzhou Cloud River Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Cloud River Technology Co Ltd
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2018-10-19
Anticipated expiration: 2028-04-13

Abstract

本实用新型涉及一种一体化模块，包括，用于采集图像信息的摄像头模块、用于采集距离信息的测距模块、用于采集加速度计和陀螺仪数据信息的IMU模块、用于处理各模块信息的微控制器及用于给各模块和微控制器供电的电源模块，各模块及微控制器集成于一电路板上。本实用新型涉及一体化模块集成度高，占用空间小，结构紧凑，且可更精确地得出修正后的一体化模块或及载体的二维水平速度。

Description

一种一体化模块

技术领域

本实用新型涉及无人操控机械领域，具体涉及一种一体化模块。

背景技术

无人操控机械通常包括无人机、无人车或无人船，其中无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。

无人机一般包括IMU、GNSS定位模块和光流传感器，来实现定位和运动检测。在室外的环境中可以采用GNSS定位模块和光流视觉定位模块作为位置和运动的测量装置，然而在接收不到卫星定位信号或者信号很弱的环境中，通常需要用到光流视觉定位模块作为位置和运动的测量装置。

其中光流传感器中采用光流镜头进行环境图像连续捕捉，利用相邻的两幅图像总会存在相同的特征，通过对比这些特征点（例如图像中像素点的灰度或亮度色彩等变化情况）的位置变化信息，便可通过像素的变化计算出像素的二维坐标偏移量，实现运动物体的检测。光流传感器主要通过图像传感器采集图像信号像素的二维坐标偏移量，并非真实位移变化量。

因安装在无人机上的图像传感器采集图像受无人机的姿态倾角摆动或者电机云台等机械部件的机械振动，造成采集的图像本身产生二维坐标偏移量，干扰光流传感器计算出的像素的二维坐标偏移量。

且精度受距离（光流传感器与被采集图像的目标物体的距离）的影响，距离越远，相同像素的变化反映出的无人机水平速度变化量越大。测量无人机水平速度范围与高度成正比，测量无人机水平速度精度与高度成反比。

由此可见，能否基于现有技术的不足，提供光流传感器的姿态信息，结合像素的二维坐标偏移量修正出更准确的光流传感器的二维坐标偏移量的硬件设计和计算方法成为本领域技术人员还待解决的技术难题。

名词解释：

IMU（Inertial Measurement Unit）惯性测量单元，是测量物体三轴姿态角（或角速率）以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。

GNSS（Global Navigation Satellite System）全球卫星导航系统,是对北斗系统、GPS、GLONASS、Galileo系统等这些单个卫星导航定位系统的同一称谓。

微控制器：是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。

实用新型内容

本实用新型涉及的一种一体化模块，集成度高，能够得到更精准的一体化模块的水平速度，可用于无人机或无人车或无人船的水平速度及姿态的计算及控制。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种一体化模块，包括，用于采集图像信息的摄像头模块、用于采集距离信息的测距模块、用于采集加速度计和陀螺仪数据信息的IMU模块、用于处理各模块信息的微控制器及用于给各模块和微控制器供电的电源模块，各模块及微控制器集成于一电路板上。

通过上述技术方案，采用测距模块及IMU模块对一体化模块的二维水平速度进行依次修正，可更精确地得到一体化模块的二维水平速度，可用于无人机或无人车或无人船的水平速度及姿态的计算及控制。具体地，摄像头模块给微控制器连续发送图像信息，微控制器持续运算相应的算法以得到图像信号像素的二维坐标偏移量，测距模块给微控制器连续发送距离数据，微控制器持续运行相应的算法，结合图像信号像素的二维坐标偏移量，计算出图像像素的二维水平速度，IMU模块给微控制器连续发送加速度计和陀螺仪数据，微控制器持续运算相应的算法，结合图像像素的二维水平速度，计算出修正后的一体化模块的二维水平速度。

且各模块及微控制器集成于同一电路板上，结构合理，空间紧凑，便于一体化模块的推广用及安装。

作为本实用新型的进一步改进，所述微控制器位于所述电路板一面的中部，所述IMU模块与微控制器处于电路板的同一面，所述摄像头模块位于电路板的另一面的中上部，所述测距模块与摄像头模块处于电路板的同一面。通过上述技术方案，微控制器处于电路板的中部，有利于各模块的布局及电路的设计，测距模块与摄像头模块处于电路板的同一面，有利于测距模块测得目的物与一体化模块之间的距离，而IMU模块与微控制器处于同一面，有利于整体结构的布局及电路的排布。

作为本实用新型的进一步改进，还包括有用于采集高度数据信息的气压计模块，所述气压计模块与所述测距模块集成于一芯片一上。通过上述技术方案，气压计模块与测距模块功能相近，在电路设计上只留一个芯片位置，可以减少体积空间。当不需要其中的一个模块的时候，可以在原有电路不变的情况下焊接其他只含有单一模块的芯片。

作为本实用新型的进一步改进，还包括有用于采集磁阻数据信息的电子罗盘模块，所述电子罗盘模块与所述IMU模块集成于一芯片二上。通过上述技术方案，电子罗盘模块与IMU模块功能相近，在电路设计上只留一个芯片位置，可以减少体积空间。当不需要其中的一个模块的时候，可以在原有电路不变的情况下焊接其他只含有单一模块的芯片。

作为本实用新型的进一步改进，还包括有用于与计算机通信的USB接口。通过上述技术方案，USB接口可用于与计算机通信，便于数据的交互。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于与微控制器通信的UART接口。通过上述技术方案，UART接口可用于与计算机通信，便于数据的传输。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于给微控制器发送指令的控制按键。通过上述技术方案，控制按键可与摄像头模块安装于电路板的同一侧，便于操控。

作为本实用新型的进一步改进，所述测距模块采用激光测距或超声波测距或微波雷达测距。通过上述技术方案，测距模块可采用各类型的测距模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述加速度计为三轴加速度计；所述陀螺仪为三轴陀螺仪。通过上述技术方案，加速度计和陀螺仪均采用三轴的，体积小重量轻，测量参数全面，能够全面准确反映物体的运动性质。

作为本实用新型的进一步改进，一体化模块用于无人机或无人车或无人船的水平速度及姿态的计算及控制。通过上述技术方案，一体化模块应用于物体水平速度的测量及其姿态的获得，具体可用于无人机等无人操控机械上。

根据本实用新型一种一体化模块，集成度高，结构紧凑合理，可测精度高，且得出的一体化模块的数据更精准，利于无人机或无人车或无人船等的控制。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例提供一体化模块结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供一体化模块另一角度的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例提供一体化模块的硬件结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例提供的计算出无人机的水平速度的大致流程图；

图5为本实用新型一个实施例提供的倾角产生的二维水平方向位移示意图；

图6为本实用新型一个实施例提供的无人机控制流程示意图；

图7为本实用新型一个实施例提供的计算图像信号像素的二维坐标偏移量的流程图；

图8为本实用新型一个实施例提供的一体化模块流程图一；

图9为本实用新型一个实施例提供的一体化模块流程图二；

图10为本实用新型一个实施例提供的无人机原理示意图。

图中：微控制器1、芯片二2、UART接口3、USB接口4、摄像头接口5、芯片一6、摄像头模块7、控制按键8、电源电路及滤波器9。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下扣合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一体化模块，集成有IMU模块及测距模块，以应用于无人机为例，请参阅图1至图10，其中图1、图2及图3中，一体化模块包括摄像头模块7、IMU模块、测距模块、电子罗盘模块、气压计模块、电源模块及微控制器1，还包括USB接口4、UART接口3和控制按键8，气压计模块与测距模块集成于一芯片一6上，电子罗盘模块与IMU模块集成于一芯片二2上，USB接口与计算机通信，连接计算机，接收输入数据，发送整个模块的所有输出数据；UART接口与微控制器通信，连接其他微控制器通信，接收输入数据，发送整个模块的所有输出数据；控制按键8可以给微控制器发送指令。微控制器执行校准等功能；摄像头模块7连接至摄像头接口5，摄像头模块给微控制器连续发送图像，微控制器持续运算相应的算法；IMU模块给微控制器连续发送3轴加速度计和3轴陀螺仪数据，微控制器持续运算相应的算法；测距模块给微控制器连续发送距离数据，微控制器持续运行相应的算法；电子罗盘模块给微控制器连续发送3轴磁阻数据，微控制器持续运行其中的控制算法；气压计模块连续给微控制器发送高度数据，微控制器持续运行其中的控制算法；电源电路及滤波器9负责给各个模块供电。

修正无人机二维水平速度的方法，请参阅图4、图8及图9，包括以下步骤，

步骤S1101，摄像头模块连续采集图像信息并将图像信息发送给微控制器；

步骤S1102，微控制器持续运算以得到图像信号像素的二维坐标偏移量；

步骤S1103，测距模块采集目的物与无人机的距离信息并将距离信息发送给微控制器，微控制器结合图像信号像素的二维坐标偏移量，计算出图像像素的二维水平速度；

步骤S1104，IMU模块连续采集加速度计和陀螺仪数据并将数据发送给微控制器，微控制器结合图像像素的二维水平速度，计算出修正后的无人机二维水平速度。

各模块的作用及方法步骤。

（一）摄像头模块，请参阅图3、图7；采集图像，用于微控制器计算出图像信号像素的二维坐标偏移量。

计算出图像信号像素的二维坐标偏移量，具体算法包括如下步骤：

步骤S101，系统初始化：摄像头初始化，连续采集320*240的分辨率的灰度图像，对比度增强。图像为二维矩阵，每个点的值表示该像素的亮度。

步骤S102，对步骤S101中第一次采集的320*240分辨率的灰度图像进行隔行采样成160*120分辨率的灰度图像1；对步骤S101中第二次采集的320*240分辨率的灰度图像进行隔行采样成160*120分辨率的灰度图像2……

步骤S103，提取灰度图像1的中心分辨率为120*120的矩阵作为矩阵A；提取灰度图像2的中心分辨率为120*120的矩阵作为矩阵B……

步骤S104，提取矩阵A的中心20*20的矩阵作为卷积核A；提取矩阵B的中心20*20的矩阵作为卷积核B……

步骤S105，卷积核A与矩阵B做卷积运算，得到一个101*101的相似度矩阵AB……

步骤106，在相似度矩阵AB中逐个比较最大值。如果最大值在阈值区间内，找到最大值，及其在矩阵AB中的二维坐标（m，n），否则以二维坐标（51，51）为最大值坐标。

步骤107，将最大值的二维坐标（m，n）与相似度矩阵矩阵AB的中心坐标（51，51）进行减法运算，得到图像信号像素AB的二维坐标偏移量（x，y）。

（二）测距模块：可选用激光测距、超声波测距、微波雷达测距的实现方法作为测距模块，模块本身直接输出距离数据，有2个作用：

（1）结合图像信号像素的二维坐标偏移量，计算出图像像素的二维水平速度。

算法如下：

图像像素的二维水平速度＝比例系数×距离×像素速度

在摄像头和目标物体距离相同情况下，物体水平速度越大，像素变化也越大。

然而，当同一个物体离摄像头越远时，视角越小，像素也越小，物体水平速度不变，距离越远，像素变化越小。

水平速度和距离的关系可用正比例函数来表示，通常取单位为毫米每秒（mm/s）。

（2）得到无人机的与地面垂直方向的垂直高度、垂直高度速度。具体算法：

无人机与地面垂直方向的垂直高度=测距模块测量的距离×欧拉角Roll的余弦×欧拉角Pitch的余弦。计算出高度数据以后，可通过微分运算获得垂直高度速度。

（三）IMU模块，采用6轴MEMS芯片，内置3轴加速度计和3轴陀螺仪，加速度计可以测量每个轴的重力加速度和传感器受到的加速度的分量；陀螺仪可以测量传感器受到的每个轴的角速度分量。

通过加速度计、陀螺仪可以计算出姿态解算数，具体思路如下：

加速度计测量的数据是重力加速度（ax，ay，az），假设在外太空失重时，三个方向的重力加速度为零。而在地球上静止时，三个方向分量的向量和为重力加速度。通过地球重力加速度分量在3个互相垂直方向的分量（ax，ay，az）:

a.Roll = arcTan(ay / az)

a.Pitch = arcTan(ax / az)

可得到加速度计计算出的姿态数据的欧拉角（a.Roll，a.Pitch）。

陀螺仪测量的是3轴的角速度数据（gx，gy，gz），通过四元数微分方程：

q0 = q0 + (-q1*gx - q2*gy - q3*gz)*duty_T

q1 = q1 + (q0*gx + q2*gz - q3*gy)*duty_T

q2 = q2 + (q0*gy - q1*gz + q3*gx)*duty_T

q3 = q3 + (q0*gz + q1*gy - q2*gx)*duty_T

其中duty_T为连续计算间隔运算周期。

持续输入角速度数据（gx，gy，gz）和运算周期，输出四元数数据（q0，q1，q2，q3），

再通过四元数转换欧拉角公式：

g.Roll = arcTan( (q0q1 + q2q3) / (0.5 - q1q1 - q2q2) )

g.Pitch = arcSin( 2*(q1q3 - q0q2) )

可得到陀螺仪数据计算出的姿态数据的欧拉角（g.Roll，g.Pitch），

与之前加速度计测量的数据（a.Roll，a.Pitch）计算出的欧拉角按恰当比例加权平均，得到IMU姿态数据欧拉角（Roll，Pitch）。

计算出修正后的无人机一体化模块的二维水平速度算法。

以上图像像素的二维水平速度，即图像的二维水平速度，并非无人机真实的水平速度，其中包含了由于图像或无人机倾角产生的二维水平速度。

假设无人机在的运动过程中保持静止，实际水平速度为零，产生倾角，也会造成光流传感器计算出水平速度，这两个速度矢量和为零。

也就是计算无人机的水平速度，数值上需要减去由于倾角产生的水平速度，X 和Y 方向分开计算：

无人机一体化模块的二维水平速度(x,y)＝图像像素的二维水平速度(x,y) －倾角产生的二维水平速度(x,y)

其中倾角产生的二维水平速度(x,y)，具体实施方法，请参阅图5：

在摄像头采集第 1 帧画面时测距模块测量的距离 a1，roll 姿态倾角∠roll1，pitch 姿态倾角∠pitch1；

在摄像头采集第 2 帧画面时测距模块测量的距离 a2，roll 姿态倾角∠roll2，pitch 姿态倾角∠pitch2；

两次采集数据的时间间隔为 t。

两次测距的 X 方向和 Y 方向夹角为：

∠xd＝∠roll2－∠roll1

∠yd＝∠pitch2－∠pitch1

xf,yf 分别是倾角产生的水平 X 方向位移和 Y 方向位移。

结合余弦定理可知：

xf ²＝a1 ²＋a2² －2×a1×a2×cos(∠xd)

yf ²＝a1 ² ＋a2 ²－2×a1×a2×cos(∠yd)

X 方向倾角产生的水平速度＝xf÷t

Y 方向倾角产生的水平速度＝yf÷t

由此计算出无人机的二维水平速度。

（4）电子罗盘模块及其算法：

内置3轴磁阻传感器，磁阻传感器可以测量每个轴的磁感应强度分量。

需要传感器本身的磁阻数据（Mag.X，Mag.Y，Mag.Z）和IMU传感器的Roll（横滚）和Pitch（俯仰）

通过公式：

Xh = Mag.Y * cos(Pitch) + Mag.X * sin(Roll) * sin(Pitch) - Mag.Z *sin(Pitch) * cos(Roll);

Yh = Mag.X * cos(Roll) + Mag.Z * sin(Roll);

Yaw = arcTan(Yh/Xh);

计算出姿态Yaw。

（5）气压计模块及其算法：

这种模块集成了气压数据以及对应的温度补偿数据表和算法，直接输出海拔高度信息，精度在+-10cm左右。

具体算法：

先采集无人机地面的海拔高度数据，再采集此模块的当前时刻所处的海拔高度信息，相减计算出无人机的相对地面的高度数据，再通过微分运算获得垂直高度速度。

（6）无人机控制算法：

输入对无人机期望与实际的姿态、期望与实际的水平速度的控制信号，输出电机转速控制量、舵机角度的控制量。内部集成自动控制控制器，对输入信号的期望和实际进行闭环控制。请参阅图6。

①软件层面结构如下：

内部有微型嵌入式操作系统；每个任务需要执行的周期不同，重要任务需要统计每两次相邻调用任务时间间隔；不采用软件延时，以保证足够高的系统效率；对各种任务进行按优先级调度，以保证可靠的执行顺序结构。通过时间片轮的方式执行多个任务，同时可统计每两次时间间隔。

源代码中主函数，有2行，分别为初始化和主循环。

void main(void)

{

Light_Init();

while(1)Main_Loop();

}

初始化后微控制器会开启定时器，优先级高于主循环，每隔1毫秒、2毫秒、5毫秒……产生中断标志位：

void Call_Loop_timer()

{

loop.cnt_2ms++;

loop.cnt_5ms++;

loop.cnt_10ms++;

loop.cnt_20ms++;

loop.cnt_50ms++;

loop.cnt_100ms++;

……

}

主循环过程如下：主循环有多个任务组成，主循环会等待中断的标志，判断中断标志位为1来执行任务。

void Main_Loop()

{

/* 循环周期为1ms */

if( loop.check_flag == 1 )

{

Duty_1ms(); //周期1ms的任务

/* 判断每个不同周期的执行任务执行条件 */

if( loop.cnt_2ms >= 2 )

{

loop.cnt_2ms = 0;

Duty_2ms(); //周期2ms的任务

}

if( loop.cnt_5ms >= 5 )

{

loop.cnt_5ms = 0;

Duty_5ms(); //周期5ms的任务

……

}

②无人机的工作原理

四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。

请参阅图10，四旋翼飞行器的电机 1和电机 3逆时针旋转的同时，电机 2和电机4顺时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。

从上方向下看，电机 1和电机 3作逆时针旋转，电机 2和电机 4作顺时针旋转，规定沿箭头方向运动称为向前运动，方向为x轴正方向，克服地心引力方向为向上z轴正方向，与x、z各垂直，由电机 2和电机 3指向电机 1和电机 4的方向为y轴方向。

垂直运动：同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿 z轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。

俯仰运动：在图中，电机1、2的转速上升，电机3、4的转速下降（改变量大小应相等）。由于旋翼1、2的升力上升，旋翼3、4的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕 y 轴旋转，同理，当电机1、2的转速下降，电机3、4的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。

滚转运动：在图中，电机 2、3的转速上升，电机1、4的转速下降（改变量大小应相等）。由于旋翼2、3的升力上升，旋翼1、4的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕 x 轴旋转，同理，当电机2、3的转速下降，电机1、4的转速上升，机身便绕x轴向另一个方向旋转，实现飞行器的横滚。

偏航运动：旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图中，当电机 1和电机 3 的转速上升，电机 2 和电机 4 的转速下降时，飞机从上向下看是顺时针旋转；反之同理。

③无人机的控制原理

自稳控制：自动控制飞行平稳到期望姿态，即使有外界干扰，重心分部不平均，仍然能保证平稳。

输入期望姿态和当前姿态，通过ROLL、PIT、YAW轴自稳的3个外环PID控制，输出期望角速度；

输入期望角速度和当前角速度，通过ROLL、PIT、YAW轴速率的3个内环PID控制，输出作用于电机转速的控制量。

定高：在自稳的基础上增加高度的控制，需要飞控能计算出飞行器当前的高度。

输入期望高度位置和当前高度位置，通过高度位置PID控制，输出期望高度速度；

输入期望高度速度和当前高度速度，通过高度速度PID控制，输出作用于电机转速的控制量。

定点悬停：在自稳和定高的基础上增加位置的控制，定点需要飞控能计算出飞行器当前的水平速度。请参阅图6。

输入期望位置的水平速度和当前的水平速度，通过水平速度的PID控制，输出期望姿态。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种一体化模块，其特征在于，包括，用于采集图像信息的摄像头模块（7）、用于采集距离信息的测距模块、用于采集加速度计和陀螺仪数据信息的IMU模块、用于处理各模块信息的微控制器（1）及用于给各模块和微控制器供电的电源模块，各模块及微控制器集成于一电路板上。

2.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，所述微控制器（1）位于所述电路板一面的中部，所述IMU模块与微控制器（1）处于电路板的同一面，所述摄像头模块（7）位于电路板的另一面的中上部，所述测距模块与摄像头模块（7）处于电路板的同一面。

3.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，还包括有用于采集高度数据信息的气压计模块，所述气压计模块与所述测距模块集成于一芯片一（6）上。

4.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，还包括有用于采集磁阻数据信息的电子罗盘模块，所述电子罗盘模块与所述IMU模块集成于一芯片二（2）上。

5.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，还包括有用于与计算机通信的USB接口（4）。

6.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，还包括用于与微控制器通信的UART接口（3）。

7.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，还包括用于给微控制器发送指令的控制按键（8）。

8.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，所述测距模块采用激光测距或超声波测距或微波雷达测距。

9.如权利要求1所述的一种一体化模块，其特征在于，所述加速度计为三轴加速度计；所述陀螺仪为三轴陀螺仪。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种一体化模块，其特征在于，一体化模块用于无人机或无人车或无人船的水平速度及姿态的计算及控制。