一种无人机导航精度的测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机导航精度的测量系统，涉及无人机测试技术领域，包括发射单元、接收单元、处理单元和PC机，所述发射单元中设有三个磁场发生模块用于产生和发射空间磁场信号，所述磁场发生模块中包括依次电性连接的信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器；所述接收单元用于接收磁场信号并且对信号在发送前进行预处理；所述处理单元包括无线接收模块和数据处理模块；所述PC机用于设置飞行航线，并且完成由处理单元上传过来的数据进行分析及输出测量结果，该测试系统能够准确、快捷地测量出无人机导航精度，减少了测试步骤，有效的提高测试效率及精度、降低测试成本。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机导航精度的测量系统及方法
本专利技术涉及无人机测试
，具体涉及一种无人机导航精度的测量系统及方法。
技术介绍
在无人机导航精度的相关测试中，现有的测试方法是采用提前规划飞行航线，并在飞行航线上，设置好不下于十个的返航点，并在该点上安装有数字化测量装置。该方法中，为了提高测试精度，需要不断的增加数字化测量装置，从而导致了成本增加，会使该测试系统的安装难度不断上升，而且在实际应用中，也不可能无限的增加数字化测量装置。因此，设计一种无人机导航精度的测量方法及系统，实现精确、快捷的测量无人机导航精度，是现有技术中亟待解决的问题。如申请号为CN201520921512.1公开了一种无人机飞行器导航系统，提出了利用冗余拓扑结构实现冗余导航的技术思路，在该技术思路的基础上提出了利用冗余结构的测量模块实现冗余导航，这种结构的导航系统在工作时，利用冗余结构的测量模块能够保证测量数据的可靠性，进而为控制器提供对导航有价值的数据，最终控制器利用冗余结构的测量模块传送的数据进行导航，就能够保证导航精度。另外，还提供了无人机飞行器，该无人机飞行器包括上述冗余结构的导航系统，但是该系统并未提出一种良好的能够测量无人机导航精度的方法。如申请号为CN201610766065.6公开了一种基于FastSLAM算法的无人机着陆方法，属于导航
所述方法包括以下几个步骤：步骤一，建立无人机着陆段系统模型；步骤二，设计无人机着陆段FastSLAM算法；步骤三，采用反正切跟踪微分器获得速度估计。该方法利用FastSLAM算法，分别采用粒子滤波和扩展卡尔曼滤波对无人机路径和环境特征进行估计，构建环境地图，实现无人机对自身定位的更新，实现自主导航,具有导航精度高的特点，能够满足无人机着陆段的定位精度及实时性要求，但是该种导航方法是提高着陆精度的算法，并不是测量导航精度的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无人机导航精度的测量系统，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。一种无人机导航精度的测量系统，包括发射单元、接收单元、处理单元和PC机，所述发射单元中设有三个磁场发生模块用于产生和发射空间磁场信号，所述磁场发生模块中包括依次电性连接的信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器；所述接收单元用于接收磁场信号并且对信号在发送前进行预处理，内部包括磁场检测模块和无线发送模块，所述磁场检测模块包括依次电性连接的接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路；所述处理单元包括无线接收模块和数据处理模块，所述无线接收模块与无线发送模块无线连接，所述数据处理模块包括依次电性连接的A/D转换电路、微处理器电路以及微处理器与PC机的接口电路；所述PC机用于设置飞行航线，并且完成由处理单元上传过来的数据进行分析及输出测量结果。优选的，所述信号发生电路生成驱动信号，驱动信号经过功放电路放大后传入发射器进行发射。优选的，所述接收器用于将接收到的磁场信号转换为电信号，电信号经过放大电路进行放大输出到滤波电路以及相敏检波电路中滤除电路中的噪声及周围环境的干扰信号。优选的，所述模拟开关是处理单元控制磁场发生模块的开关，通过对模拟开关的控制完成发射信号的分时控制。优选的，所述A/D转换电路采集无线接收模块接收的数据，所述微处理器电路以及微处理器与PC机的接口电路用于将微处理器的数据上传给PC机。优选的，所述的任意一种无人机导航精度的测量系统的实现方法，包括以下步骤：1)三个磁场发生模块布置在测试区域的三个边角上，建立空间坐标系OXYZ；2)在PC机上设置测量航线；3)通过无人机地面站设置无人机导航航线与测量航线一致，并将接收单元固定在无人机上；4)通过接收单元测量得到无人机导航飞行中各个点的磁场强度信息，并将其转换成相应的电信号；5)测得的电信号通过无线发送模块传输至处理单元中，由此计算出无人机实际导航飞行轨迹的各个点的三维坐标；6)PC机通过处理单元传输来的无人机实际导航飞行轨迹数据与测量航线进行对比分析，并输出测量结果。本专利技术的优点在于：该种无人机导航精度的测量系统能够准确、快捷地测量出无人机导航精度，减少了测试步骤，有效的提高测试效率及精度、降低测试成本。附图说明图1为本专利技术的模块框图。图2为本专利技术中数据处理模块框图。图3为本专利技术中磁场发生模块框图。图4为本专利技术中磁场检测模块框图。图5为本专利技术中磁场发生模块的分布以及坐标系的示意图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1至图5所示，一种无人机导航精度的测量系统，包括发射单元、接收单元、处理单元和PC机，所述发射单元中设有三个磁场发生模块用于产生和发射空间磁场信号，所述磁场发生模块中包括依次电性连接的信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器；所述接收单元用于接收磁场信号并且对信号在发送前进行预处理，内部包括磁场检测模块和无线发送模块，所述磁场检测模块包括依次电性连接的接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路；所述处理单元包括无线接收模块和数据处理模块，所述无线接收模块与无线发送模块无线连接，所述数据处理模块包括依次电性连接的A/D转换电路、微处理器电路以及微处理器与PC机的接口电路；所述PC机用于设置飞行航线，并且完成由处理单元上传过来的数据进行分析及输出测量结果。值得注意的是，所述信号发生电路生成驱动信号，驱动信号经过功放电路放大后传入发射器进行发射。在本实施例中，所述接收器用于将接收到的磁场信号转换为电信号，电信号经过放大电路进行放大输出到滤波电路以及相敏检波电路中滤除电路中的噪声及周围环境的干扰信号。在本实施例中，所述模拟开关是处理单元控制磁场发生模块的开关，通过对模拟开关的控制完成发射信号的分时控制。在本实施例中，所述A/D转换电路采集无线接收模块接收的数据，所述微处理器电路以及微处理器与PC机的接口电路用于将微处理器的数据上传给PC机。此外，所述的任意一种无人机导航精度的测量系统的实现方法，包括以下步骤：1)三个磁场发生模块布置在测试区域的三个边角上，建立空间坐标系OXYZ；2)在PC机上设置测量航线；3)通过无人机地面站设置无人机导航航线与测量航线一致，并将接收单元固定在无人机上；4)通过接收单元测量得到无人机导航飞行中各个点的磁场强度信息，并将其转换成相应的电信号；5)测得的电信号通过无线发送模块传输至处理单元中，由此计算出无人机实际导航飞行轨迹的各个点的三维坐标；6)PC机通过处理单元传输来的无人机实际导航飞行轨迹数据与测量航线进行对比分析，并输出测量结果。基于上述，该所述发射单元中设有三个磁场发生模块用于产生和发射空间磁场信号，所述磁场发生模块中包括依次电性连接的信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器，所述信号发生电路生成驱动信号，驱动信号经过功放电路放大后传入发射器进行发射，所述接收单元用于接收磁场信号并且对信号在发送前进行预处理，内部包括磁场检测模块和无线发送模块，所述磁场检测模块包括依次电性连接的接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路，所述接收器用于将接收到的磁场信号转换为电信号，电信号经过放大电路进行放大输出到滤波电路以及相敏检波电路中滤除电路中的噪声及周围环境的干扰信号，所述处理单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机导航精度的测量系统，包括发射单元、接收单元、处理单元和PC机，其特征在于，所述发射单元中设有三个磁场发生模块用于产生和发射空间磁场信号，所述磁场发生模块中包括依次电性连接的信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器；所述接收单元用于接收磁场信号并且对信号在发送前进行预处理，内部包括磁场检测模块和无线发送模块，所述磁场检测模块包括依次电性连接的接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路；所述处理单元包括无线接收模块和数据处理模块，所述无线接收模块与无线发送模块无线连接，所述数据处理模块包括依次电性连接的A/D转换电路、微处理器电路以及微处理器与PC机的接口电路；所述PC机用于设置飞行航线，并且完成由处理单元上传过来的数据进行分析及输出测量结果。

【技术特征摘要】
1.一种无人机导航精度的测量系统，包括发射单元、接收单元、处理单元和PC机，其特征在于，所述发射单元中设有三个磁场发生模块用于产生和发射空间磁场信号，所述磁场发生模块中包括依次电性连接的信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器；所述接收单元用于接收磁场信号并且对信号在发送前进行预处理，内部包括磁场检测模块和无线发送模块，所述磁场检测模块包括依次电性连接的接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路；所述处理单元包括无线接收模块和数据处理模块，所述无线接收模块与无线发送模块无线连接，所述数据处理模块包括依次电性连接的A/D转换电路、微处理器电路以及微处理器与PC机的接口电路；所述PC机用于设置飞行航线，并且完成由处理单元上传过来的数据进行分析及输出测量结果。2.根据权利要求1所述的一种无人机导航精度的测量系统，其特征在于：所述信号发生电路生成驱动信号，驱动信号经过功放电路放大后传入发射器进行发射。3.根据权利要求1所述的一种无人机导航精度的测量系统，其特征在于：所述接收器用于将接收到的磁场信号转换为电信号，电信号经过放大电路进行放大输出到滤波电路以及相敏...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈显光，白朝顺，刘铭青，叶茂林，陈建伟，
申请(专利权)人：广东容祺智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44