CN216927409U - 一种基于gps双天线的无人机实时航线控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，涉及无人机技术领域。该系统包括设置在无人机的多个位置上的GPS天线，还包括控制电路、无线传输电路和用于接收上述GPS天线的信号的GPS电路；上述GPS电路和上述无线传输电路分别与上述控制电路连接，上述控制电路通过上述无线传输电路与无人机飞控连接。本实用新型可对无人机实时航线进行精准控制，有效解决无人机航向干扰问题，提高无人机飞行精度。

Description

一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统。

背景技术

近年来，无人机行业发展十分迅速，相关的无人机技术安全问题也逐渐显现，航向数据是无人机在飞行过程中的方向引导信息，该数据如果出现问题，无人机则无法根据航线信息正常作业，目前无人机使用磁罗盘数据进行航向计算，然而磁罗盘十分容易受到外部的磁场扰动，使得无人机飞行出错。因此，如何有效解决无人机航向干扰，提高飞行精度及其安全性成为现在亟需解决的问题。

实用新型内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型实施例提供一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，可对无人机实时航线进行精准控制，有效解决无人机航向干扰问题，提高无人机飞行精度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，包括设置在无人机的多个位置上的GPS天线，还包括控制电路、无线传输电路和用于接收上述GPS天线的信号的GPS电路；上述GPS电路和上述无线传输电路分别与上述控制电路连接，上述控制电路通过上述无线传输电路与无人机飞控连接。

本基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统的工作原理如下：

通过设置在无人机上的至少两个不同位置的至少两条GPS天线采集对应天线安装位置的地理坐标信息并发送给对应的GPS电路，通过GPS电路对信息进行存储，然后发送给控制电路，通过控制电路对两个不同位置信息进行分析，计算出精准的无人机实时飞行航向，然后通过无线传输电路将实时飞行航向发送给对应的无人机飞控，进而控制无人机进行正常的航向飞行，提高飞行精度，保证飞行安全。本系统通过设置多个天线，然后基于多个天线的位置信息进行精准的航向分析，有效避免外部磁场干扰，进行精准的航向校准，提高无人机飞行精度。

在本实用新型的一些实施例中，上述控制电路包括STM32F446RCT6TR芯片。

在本实用新型的一些实施例中，上述GPS电路包括BDM680-A芯片。

在本实用新型的一些实施例中，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB15引脚与上述BDM680-A芯片的nERROR-LED引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PC6/USART6_TX引脚与上述BDM680-A芯片的COM2-RX(LVTTV)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PC7/USART6_RX引脚与上述BDM680-A芯片的COM2-TX(LVTTV)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB10/USART3_TX引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-RX(RS_232)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PC5/USART3_RX引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-TX(RS_232)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB14/USART3_RTS引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-CTS(RS232)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB13/USART3_CTS引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-RTS(RS_232)引脚连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述无线传输电路包括Header15x2插接件。

在本实用新型的一些实施例中，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB5引脚与上述Header15x2插接件的3引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB8引脚与上述Header15x2插接件的1引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA9/USART1_TX引脚与上述Header15x2插接件的9引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA10/USART1_RX引脚与上述Header15x2插接件的11引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA11/USART1_CTS引脚与上述Header15x2插接件的15引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA12/USART1_RTS引脚与上述Header15x2插接件的13引脚连接。

在本实用新型的一些实施例中，该基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统还包括用于给上述GPS天线供电的LDO电源。

在本实用新型的一些实施例中，上述LDO电源包括TPS74401RGWT芯片。

在本实用新型的一些实施例中，上述BDM680-A芯片的+3.3VCC引脚与上述TPS74401RGWT芯片的OUT引脚连接。

在本实用新型的一些实施例中，该基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统还包括程序下载电路，上述程序下载电路与上述控制电路连接。

本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：

本实用新型实施例提供一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，通过设置在无人机上的至少两个不同位置的至少两条GPS天线采集对应天线安装位置的地理坐标信息并发送给对应的GPS电路，通过GPS电路对信息进行存储，然后发送给控制电路，通过控制电路对两个不同位置信息进行分析，计算出精准的无人机实时飞行航向，然后通过无线传输电路将实时飞行航向发送给对应的无人机飞控，进而控制无人机进行正常的航向飞行，提高飞行精度，保证飞行安全。本系统通过设置多个天线，然后基于多个天线的位置信息进行精准的航向分析，有效避免外部磁场干扰，进行精准的航向校准，提高无人机飞行精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统的原理框图；

图2为本实用新型实施例一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统中控制电路的原理图；

图3为本实用新型实施例一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统中GPS电路的原理图；

图4为本实用新型实施例一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统中无线传输电路的原理图；

图5为本实用新型实施例一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统中LDO电源的原理图；

图6为本实用新型实施例一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统中程序下载电路的原理图。

附图标记说明：100、控制电路；200、无线传输电路、300、GPS电路；400、无人机飞控。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等，其仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1-图6所示，本实用新型实施例提供一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，包括设置在无人机的多个位置上的GPS天线，还包括控制电路100、无线传输电路200和用于接收上述GPS天线的信号的GPS电路300；上述GPS电路300和上述无线传输电路200分别与上述控制电路100连接，上述控制电路100通过上述无线传输电路200与无人机飞控400连接。

进一步地，上述控制电路100包括STM32F446RCT6TR芯片。采用STM32F446RCT6TR芯片作为主控制芯片，可以有效保证对数据进行精准分析，提供多个控制接口，满足控制需求。同时STM32F446RCT6TR芯片具有程序下载电路，可自主进行程序下载，进而保证控制器正常高效的运行。

进一步地，上述GPS电路300包括BDM680-A芯片。选用多个BDM680-A芯片作为GPS电路300的主芯片，可对GPS信号进行快速有效的分析，以得到精准的目标位置信息，为后续控制电路100对无人机的航向进行精准分析提供精准的数据。

上述STM32F446RCT6TR芯片的PB15引脚与上述BDM680-A芯片的nERROR-LED引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PC6/USART6_TX引脚与上述BDM680-A芯片的COM2-RX(LVTTV)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PC7/USART6_RX引脚与上述BDM680-A芯片的COM2-TX(LVTTV)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB10/USART3_TX引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-RX(RS_232)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PC5/USART3_RX引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-TX(RS_232)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB14/USART3_RTS引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-CTS(RS232)引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB13/USART3_CTS引脚与上述BDM680-A芯片的COM1-RTS(RS_232)引脚连接。

本基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统的工作原理如下：

通过设置在无人机上的至少两个不同位置的至少两条GPS天线采集对应天线安装位置的地理坐标信息并发送给对应的GPS电路300，通过GPS电路300对信息进行存储，然后发送给控制电路100，通过控制电路100对两个不同位置信息进行分析，计算出精准的无人机实时飞行航向，然后通过无线传输电路200将实时飞行航向发送给对应的无人机飞控400，进而控制无人机进行正常的航向飞行，提高飞行精度，保证飞行安全。本系统通过设置多个天线，然后基于多个天线的位置信息进行精准的航向分析，有效避免外部磁场干扰，进行精准的航向校准，提高无人机飞行精度。

在本实用新型的一些实施例中，上述无线传输电路200包括Header15x2插接件。

如图2和图4所示，在本实用新型的一些实施例中，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB5引脚与上述Header15x2插接件的3引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PB8引脚与上述Header15x2插接件的1引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA9/USART1_TX引脚与上述Header15x2插接件的9引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA10/USART1_RX引脚与上述Header15x2插接件的11引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA11/USART1_CTS引脚与上述Header15x2插接件的15引脚连接，上述STM32F446RCT6TR芯片的PA12/USART1_RTS引脚与上述Header15x2插接件的13引脚连接。上述Header15x2插接件的2、4、5、6、7、8、10、12和14引脚均接电源，上述Header15x2插接件的23和25引脚接地。

通过插接件实现无人机飞控400与控制电路100之间的数据传输，进而实现对无人机的飞行航向的调整控制。

在本实用新型的一些实施例中，该基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统还包括用于给上述GPS天线供电的LDO电源。LDO电源是低压差线性稳压电源，采用LDO电源进行供电，可保证提供稳定的电压。

在本实用新型的一些实施例中，上述LDO电源包括TPS74401RGWT芯片。

如图3和图5所示，在本实用新型的一些实施例中，上述BDM680-A芯片的+3.3VCC引脚与上述TPS74401RGWT芯片的OUT引脚连接。

在本实用新型的一些实施例中，该基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统还包括程序下载电路，上述程序下载电路与上述控制电路100连接。程序下载电路可采用如图6所示的芯片。

为了保证控制电路100自主实现正常的控制功能，设置一个程序下载电路，通过程序下载电路实现控制电路100的运行程序的下载，进而实现控制电路100的正常运行。

综上，本实用新型的实施例提供一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，通过设置在无人机上的至少两个不同位置的至少两条GPS天线采集对应天线安装位置的地理坐标信息并发送给对应的GPS电路300，通过GPS电路300对信息进行存储，然后发送给控制电路100，通过控制电路100对两个不同位置信息进行分析，计算出精准的无人机实时飞行航向，然后通过无线传输电路200将实时飞行航向发送给对应的无人机飞控400，进而控制无人机进行正常的航向飞行，提高飞行精度，保证飞行安全。本系统通过设置多个天线，然后基于多个天线的位置信息进行精准的航向分析，有效避免外部磁场干扰，进行精准的航向校准，提高无人机飞行精度。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，包括设置在无人机的多个位置上的GPS天线，还包括控制电路、无线传输电路和用于接收所述GPS天线的信号的GPS电路；

所述GPS电路和所述无线传输电路分别与所述控制电路连接，所述控制电路通过所述无线传输电路与无人机飞控连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，所述控制电路包括STM32F446RCT6TR芯片。

3.根据权利要求2所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，所述GPS电路包括BDM680-A芯片。

4.根据权利要求3所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，所述STM32F446RCT6TR芯片的PB15引脚与所述BDM680-A芯片的nERROR-LED引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PC6/USART6_TX引脚与所述BDM680-A芯片的COM2-RX引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PC7/USART6_RX引脚与所述BDM680-A芯片的COM2-TX引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PB10/USART3_TX引脚与所述BDM680-A芯片的COM1-RX引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PC5/USART3_RX引脚与所述BDM680-A芯片的COM1-TX引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PB14/USART3_RTS引脚与所述BDM680-A芯片的COM1-CTS引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PB13/USART3_CTS引脚与所述BDM680-A芯片的COM1-RTS引脚连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，所述无线传输电路包括Header15x2插接件。

6.根据权利要求5所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，所述STM32F446RCT6TR芯片的PB5引脚与所述Header15x2插接件的3引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PB8引脚与所述Header15x2插接件的1引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PA9/USART1_TX引脚与所述Header15x2插接件的9引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PA10/USART1_RX引脚与所述Header15x2插接件的11引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PA11/USART1_CTS引脚与所述Header15x2插接件的15引脚连接，所述STM32F446RCT6TR芯片的PA12/USART1_RTS引脚与所述Header15x2插接件的13引脚连接。

7.根据权利要求3所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，还包括用于给所述GPS天线供电的LDO电源。

8.根据权利要求7所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，所述LDO电源包括TPS74401RGWT芯片。

9.根据权利要求8所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，所述BDM680-A芯片的+3.3VCC引脚与所述TPS74401RGWT芯片的OUT引脚连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于GPS双天线的无人机实时航线控制系统，其特征在于，还包括程序下载电路，所述程序下载电路与所述控制电路连接。

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