CN211698195U

CN211698195U - 一种无人机的定位系统

Info

Publication number: CN211698195U
Application number: CN201922068735.9U
Authority: CN
Inventors: 刘超
Original assignee: Changchun Zhihang Technology Co ltd
Current assignee: Zhongyi (Jilin) Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2029-11-26

Abstract

本实用新型公开了一种无人机的定位系统，涉及无人机设备技术领域，包括无人机定位装置以及地面站定位装置；无人机定位装置包括测距模块、角度测量模块、第一数据接收模块、第一数据发送模块、定位计算模块；地面站定位装置包括位置确定模块、第二数据接收模块以及第二数据发送模块；测距模块的信号输出端与定位计算模块的信号接收端电性连接，角度测量模块的信号输出端与定位计算模块的信号接收端电性连接，第一数据接收模块与定位计算模块的信号接收端电性连接，定位计算模块的信号输出端与第一数据发送模块电性连接，第一数据发送模块与第二数据接收模块信号连接。采用本实用新型，可以精准确定无人机的经纬度。

Description

一种无人机的定位系统

技术领域

本实用新型涉及无人机设备技术领域，特别涉及一种无人机的定位系统。

背景技术

目前无人机行业正处于起步阶段，随着无人机技术的日趋成熟，其在各个行业的应用也越来越广泛，无人机在传播、救援、森林防火、安防等很多领域得到了广泛的应用，无人机在执行任务时，需要知道无人机的精准定位。目前，无人机的定位方法通常是地面站扫描无人机的位置，进而确定无人机的位置信息，但是，这种定位方式容易因为遮挡导致定位不准确，且无人机在移动时，地面站实时扫描无人机的时间以及计算无人机的位置花费的时间均较长，导致实时性差，因此现有技术中无人机的定位效果较差。

实用新型内容

本实用新型中，无人机定位装置通过地面站定位装置发送的地面站位置信息、以及自身包括的测距模块、角度测量模块得到相关数据，进而通过定位计算模块对相关数据进行运算，得到无人机精准的经纬度，解决了现有技术无人机定位效果较差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种无人机的定位系统，所述无人机的定位系统包括无人机定位装置以及地面站定位装置；

所述无人机定位装置包括测距模块、角度测量模块、第一数据接收模块、第一数据发送模块、定位计算模块；

所述地面站定位装置包括位置确定模块、第二数据接收模块以及第二数据发送模块；

所述测距模块的信号输出端与所述定位计算模块的信号接收端电性连接，所述角度测量模块的信号输出端与所述定位计算模块的信号接收端电性连接，所述第一数据接收模块与所述定位计算模块的信号接收端电性连接，所述定位计算模块的信号输出端与所述第一数据发送模块电性连接，所述第一数据发送模块与所述第二数据接收模块信号连接；

所述位置确定模块的信号输出端与所述第二数据发送模块电性连接，所述第二数据发送模块与所述第一数据接收模块信号连接。

可选地，还包括数据分析装置以及飞行控制装置，所述定位计算模块的信号输出端与所述数据分析装置的信号接收端电性连接，所述数据分析装置的信号发送端与所述飞行控制装置的信号接收端电性连接。

可选地，所述测距模块包括红外测距传感器以及第一信号收发器，所述红外测距传感器与所述第一信号收发器的信号接收端连接。

可选地，所述地面站定位装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块的信号接收端与所述第二数据接收模块电性连接。

可选地，所述位置确定模块为GPS-RTK差分定位系统或全站型电子测距仪。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本实用新型中，无人机定位装置通过地面站定位装置发送的地面站位置信息、以及自身包括的测距模块、角度测量模块得到相关数据，进而通过定位计算模块对相关数据进行运算，这样，无人机确定地面站位置信息花费的时间以及计算无人机经纬度花费的时间较短，使得无人机可以实现实时定位。进而，使得无人机的定位效果较好。而且，通过使用GPS-RTK或者全站型电子测距仪确定地面站的经纬度，得到的位置信息精确度更高，进而得到无人机的经纬度更精确，使得无人机的位置信息更准确。另外，无人机可以将飞行位置实时发送给地面站，地面站的数据存储模块可以实时存储无人机的飞行位置，便于日后查看无人机的飞行日志。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种无人机的定位系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种无人机的定位系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种无人机的定位系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种无人机的定位系统的结构示意图。

附图标记包括：

无人机定位装置1包括测距模块11、角度测量模块12、第一数据接收模块13、第一数据发送模块14、定位计算模块15，地面站定位装置2包括位置确定模块21、第二数据接收模块22以及第二数据发送模块23

1、无人机定位装置；11、测距模块；111、红外测距传感器；112、第一信号收发器；12、角度测量模块；13、第一数据接收模块；15、第一数据发送模块；15、定位计算模块；2、地面站定位装置；21、位置确定模块；22、第二数据接收模块；23、第二数据发送模块；24、数据存储模块；3、数据分析装置；4、飞行控制装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“固定于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的上下左右。“内、外”是指具体轮廓上的内与外。“远、近”是指相对于某个部件的远与近。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的一种无人机的定位系统，该定位系统包括无人机定位装置1以及地面站定位装置2，其中，无人机定位装置1设置于无人机上，用于测量无人机相对于地面站的距离、角度等信息，地面站定位装置2设置于地面站中，用于确定地面站在世界坐标系中的位置、记录无人机的位置等。

无人机定位装置1包括测距模块11、角度测量模块12、第一数据接收模块13、第一数据发送模块14、定位计算模块15，地面站定位装置2包括位置确定模块21、第二数据接收模块22以及第二数据发送模块23。

测距模块11的信号输出端与定位计算模块15的信号接收端电性连接，当测距模块11检测到无人机距离地面站的距离信息后，将该距离信息发送至定位计算模块15。角度测量模块12的信号输出端与定位计算模块15的信号接收端电性连接，当角度测量模块12检测到无人机相对于地面站的角度信息后，角度测量模块12将该角度信息发送给定位计算模块15。定位计算模块15综合距离信息以及角度信息，可以运算确定出在同一平面内无人机相对于地面站的横向距离、纵向距离，以及无人机相对于地面站的垂直高度。

可选地，上述测距模块11可以是多种，优选的一种是，测距模块11为红外测距模块，即测距模块11包括红外测距传感器111以及第一信号收发器112，如图2所示，红外测距传感器111与第一信号收发器112的信号接收端连接。红外测距传感器是一种传感装置，是用红外线为介质的测量系统，其特点是测量范围广，响应时间短。红外测距传感器111测量到与地面站的距离信息后，通过第一信号收发器112的信号接收端将距离信息发送给第一信号收发器112，第一信号收发器112将距离信息发送给定位计算模块15。

位置确定模块21的信号输出端与第二数据发送模块23电性连接，位置确定模块21确定地面站位置信息后，将位置信息发送给第二数据发送模块23。第二数据发送模块23与第一数据接收模块13信号连接，第二数据发送模块23接收到位置确定模块21发送的地面站位置信息后，将地面站位置信息通过无线网络发送给无人机的第一数据接收模块13。

第一数据接收模块13与定位计算模块15的信号接收端电性连接，第一数据接收模块13接收到地面站发送的地面站位置信息后，将地面站位置信息发送至定位计算模块15。定位计算模块15的信号输出端与第一数据发送模块14电性连接，定位计算模块15通过地面站位置信息、同一平面内无人机相对于地面站的横向距离、纵向距离、以及无人机相对于地面站的垂直高度，既可以确定出当前无人机的经度、纬度、以及海拔高度，定位计算模块15将确定出的信息发送给第一数据发送模块14。第一数据发送模块14与第二数据接收模块22信号连接，第一数据发送模块14通过无线网络将无人机的经度、纬度、以及海拔高度发送给地面站的第二数据接收模块22，使得地面站的技术人员可以知道无人机的准确位置。

可选地，为了便于记录无人机的飞行路线，地面站定位装置2还可以包括数据存储模块24，如图3所示，数据存储模块24的信号接收端与第二数据接收模块22电性连接，当地面站的第二数据接收模块22接收到无人机的经度、纬度、以及海拔高度时，可以将无人机的经度、纬度、以及海拔高度存储至数据存储模块24中。

可选地，为了使无人机飞行时更加灵活以及准确地避开障碍物，无人机定位系统还可以包括数据分析装置3以及飞行控制装置4，如图4所示，数据分析装置3用于根据无人机与各障碍物的距离信息，确定出无人机的飞行路线，飞行控制装置4用于控制无人机的飞行。定位计算模块15的信号输出端与数据分析装置3的信号接收端电性连接，定位计算模块15在根据测距模块11、角度测量模块12确定出无人机相对于地面站的数据信息的同时，还可以测量到无人机周围的障碍物的位置数据，定位计算模块15将障碍物的位置数据发送给数据分析装置3，数据分析装置3根据无人机自身飞行的速度、以及障碍物的位置数据等信息，为无人机规划出飞行路线。数据分析装置3的信号发送端与飞行控制装置4的信号接收端电性连接，数据分析装置3将飞行路线的数据发送给飞行控制装置4，使得飞行控制装置4根据规划出的飞行路线控制无人机的飞行。

可选地，地面站的位置确定模块21可以是多种现有的定位系统，但目前来讲，GPS(Global Positioning System，全球定位系统)的测量误差较大，通常达到三到五米，对于无人机来说，这个误差偏大，因此，优选的一种方式，位置确定模块21可以是GPS-RTK(Global Positioning System-Realtime kinematic，差分定位系统)或全站型电子测距仪，GPS-RTK是一种先进测量产品,高精度GPS,实时差分解算,可得到实时厘米级的精度，使用GPS-RTK可以实现对地面站位置信息的精准测量。全站型电子测距仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，可以是实现对地面站经纬度的精准测量。使用这两种位置确定模块21，地面站可以精准确定自身的经纬度，进而将精准的经纬度发送给无人机，使得无人机精准地确定自身的经纬度。

本实用新型的工作原理是，无人机定位装置中的测距模块测量无人机相对于地面站的距离信息并将距离信息发送给定位计算模块，角度测量模块测量无人机相对于地面站的角度信息并将角度信息发送给定位计算模块。地面站定位装置中的位置确定模块确定地面站位置信息，进而将地面站位置信息输出给地面站定位装置中的第二数据发送模块，第二数据发送模块将地面站位置信息通过无线网络发送至无人机的第一数据接收模块，第一数据接收模块将地面站位置信息发送给定位计算模块，定位计算模块根据距离信息以及角度信息，可以确定在同一平面内无人机相对于地面站的横向距离、纵向距离，进而根据地面站的经纬度，确定出无人机的经纬度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种无人机的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括无人机定位装置以及地面站定位装置；

2.根据权利要求1所述的无人机的定位系统，其特征在于，还包括数据分析装置以及飞行控制装置，所述定位计算模块的信号输出端与所述数据分析装置的信号接收端电性连接，所述数据分析装置的信号发送端与所述飞行控制装置的信号接收端电性连接。

3.根据权利要求1所述的无人机的定位系统，其特征在于，所述测距模块包括红外测距传感器以及第一信号收发器，所述红外测距传感器与所述第一信号收发器的信号接收端连接。

4.根据权利要求1所述的无人机的定位系统，其特征在于，所述地面站定位装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块的信号接收端与所述第二数据接收模块电性连接。

5.根据权利要求1所述的无人机的定位系统，其特征在于，所述位置确定模块为GPS-RTK差分定位系统或全站型电子测距仪。