一种无人机自主导航系统及其导航方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机自主导航系统及其导航方法，所述系统包括参数导航模块、雷达导航模块、中央处理模块、信息储存模块和航向控制模块，其中，参数导航模块、雷达导航模块和信息储存模块输出信息到中央处理模块，然后任选地进行处理，然后输出给航向控制模块，进行导航；所述导航方法如下进行：当GPS信号不稳定或短暂丢失时，参数导航模块输出状态参数到中央处理模块，进行处理，得到飞行参数；当GPS信号长时间丢失且参数导航模块失效时，利用雷达导航模块输出航向信息；当GPS信号长时间丢失、参数导航模块失效且无法接收到雷达信号时，利用中央处理模块进行路径规划；本发明专利技术所提供的系统和方法能够在无GPS信号下为无人机提供准确导航。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机自主导航系统及导航方法，具体地，涉及一种应对无GPS信号情况的无人机自主导航系统。
技术介绍
无人机具有体型小、成本低等优点，而且随着飞控技术、通信技术和电子技术的快速发展，无人机的性能不断增强，类型不断增多，使其在军用领域和民用领域的应用需求不断增大，使用率日益增高。但由于无人机平台的局限性，无法自身判断航线及飞行路径，因此真正能实现自主导航飞行的技术很少。目前解决无人机导航的方法有GPS导航，实现起来严重依赖GPS卫星信号，遇到信号不稳定或信号丢失的情况，无人机便无法实现自主飞行。
技术实现思路
为了克服上述问题，专利技术人进行了锐意研究，设计出一种无人机自主导航系统，用于应对无GPS信号的情况，从而完成本专利技术。本专利技术一方面提供了一种无人机自主导航系统，用于应对无GPS信号的情况下的导航，具体体现在以下方面：(1)一种无人机自主导航系统，用于应对无GPS信号的情况，其中，所述系统包括参数导航模块1，用于在GPS信号不稳定或短暂丢失时，向中央处理模块3输出无人机的状态参数；雷达导航模块2，用于在GPS信号长时间丢失，且参数导航模块失效时，向就近己方船舰请求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机自主导航系统，用于应对无GPS信号情况下的导航，其特征在于，所述系统包括参数导航模块(1)，用于在GPS信号不稳定或短暂丢失时，向中央处理模块(3)输出无人机的状态参数；雷达导航模块(2)，用于在GPS信号长时间丢失，且参数导航模块失效时，向就近己方船舰请求航向信息，同时将航向信息输出给中央处理模块(3)；中央处理模块(3)，用于在GPS信号长时间丢失、参数导航模块失效，且无法接收到雷达信号时，规划出一条从当前地点到目标点的航向路径，并将所述航向路径输出给航向控制模块(5)；信息储存模块(4)，用于储存从起始点到目标点的全部环境地理信息，并将其输出给中央处理模块(3)；和航向控制模块...

【技术特征摘要】
1.一种无人机自主导航系统，用于应对无GPS信号情况下的导航，其特征在于，所述系统包括参数导航模块(1)，用于在GPS信号不稳定或短暂丢失时，向中央处理模块(3)输出无人机的状态参数；雷达导航模块(2)，用于在GPS信号长时间丢失，且参数导航模块失效时，向就近己方船舰请求航向信息，同时将航向信息输出给中央处理模块(3)；中央处理模块(3)，用于在GPS信号长时间丢失、参数导航模块失效，且无法接收到雷达信号时，规划出一条从当前地点到目标点的航向路径，并将所述航向路径输出给航向控制模块(5)；信息储存模块(4)，用于储存从起始点到目标点的全部环境地理信息，并将其输出给中央处理模块(3)；和航向控制模块(5)，用于接收中央处理模块(3)输出的信息，进行导航。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央处理模块(3)还用于接收参数导航模块(1)输出的无人机的状态参数，并对其处理，优选卡尔曼滤波处理，得到无人机的飞行参数，并将其输出给航向控制模块(5)；所述中央处理模块(3)同时还用于接收雷达导航模块(2)输出的航向信息，并将其输出给航向控制模块(5)。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，雷达导航模块(2)、信息储存模块(4)和航向控制模块(5)均通过现场总线与中央处理模块(3)进行通信；优选地，参数导航模块(1)、雷达导航模块(2)和信息储存模块(4)分别将获取的参数或信息输出给中央处理模块(3)，中央处理模块(3)接收到参数或信息后任选地进行处理，然后输出给航向控制模块(5)，进行导航。4.根据权利要求1至3之一所述的系统，其特征在于，所述参数导航模块(1)包括GPS接收器(11)、姿态传感器(12)、磁传感器(13)、气压高度计(14)、图像采集器(15)和计时器(16)，其中，所述GPS接收器用于接收GPS信号；所述姿态传感器用于输出无人机的姿态参数；所述磁传感器用于输出无人机所在位置的地磁参数；所述气压高度计用于输出无人机所在位置的气压参数和高度参数；所述图像采集器用于拍摄环境信息，并进行信息输出。5.根据权利要求1至4之一所述的系统，其特征在于，所述图像采集器(15)包括两个摄像机和一个三轴云台。6.根据权利要求1至5之一所述的系统，其特征在于，所述雷达导航模块(2)包括雷达通信装置(21)和雷达校验装置(22)，其中，所述雷达通信装置(21)用于己方船舰与无人机之间的通信，所述雷达校验装置(22)用于校验己方船舰。7.根据权利要求1至6之一所述的系统，其特征在于，在中央处理模块(3)内集成有卡尔曼滤波子模块(31)、路径规划子模块(32)和双目避障子模块(33)；其中，所述卡尔曼滤波子模块(31)用于处理参数导航模块(1)输出的无人机的状态参数，以在GPS信号不稳定或短暂丢失时进行无人机定位和运动状态估算，得到无人机的飞行参数；所述路径规划子...

【专利技术属性】
技术研发人员：林时尧，王伟，林德福，王江，裴培，王广山，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11