一种用于森林救援的无GPS定位系统技术方案

本实用新型专利技术涉及无GPS条件下无人机定位搜救技术领域，具体涉及一种用于森林救援的无GPS定位系统，包括无人机、自动跟踪定向天线A、自动跟踪定向天线B、测角仪、无线信号发射器和智能计算设备，所述无线信号发射器用来将所述自动跟踪定向天线A和所述自动跟踪定向天线B的转角数据通过无线方式传输给所述智能计算设备。本实用新型专利技术和差分GPS系统相比，本方案可以在无GPS信号的场景中使用，不会出现无GPS信号无法解锁起飞的情况，不会出现受到地面杂波影响导致无人机信号失联无法返航的问题。影响导致无人机信号失联无法返航的问题。影响导致无人机信号失联无法返航的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于森林救援的无GPS定位系统


[0001]本技术涉及无GPS条件下无人机定位搜救
，具体为一种用于森林救援的无GPS定位系统。

技术介绍

[0002]近些年随着多旋翼无人机行业的蓬勃发展，无人机在山林搜救领域发挥着越来越大的作用，根据无人机飞手现场反馈和实地测试，发现无人机在森林搜救的过程中存在GPS定位慢，遥控信号中断自动返航等问题。无人机在GPS信号弱的情况下使用主要有以下三种定位系统，各种定位系统存在的不足如下：
[0003]1.差分GPS系统：用于植保、测绘的无人机多采用差分GPS(RTK)定位方案，通过地面站固定GPS的位置补偿抵消飞机端GPS位置漂移，提高GPS的定位精度。这种方案在森林搜救中由于山体遮挡，地面端很难获取有效的卫星信号，导致定位误差很大，最终导致无人机因返航偏差过大而丢失。
[0004]2.UWB定位系统：彻底不依赖GPS信号，目前在室内、地下隧道、体育场等无GPS信号的场景下，通过信标的方式产生伪GPS信号控制无人机定点飞行，一般用于室内无人机灯光秀等场景，定位精度高，不依赖卫星信号。但是，通过UWB信标和基站建立的定位系统布点复杂，通讯距离近(小于300米)，不合适距离较远的森林救援场景。
[0005]3.视觉或激光SLAM系统：同样不依赖卫星定位信号，在隧道场景中一般采用激光扫描建图、定位、导航的方式，在无人机角度变化比较大的场景下，一般采用视觉建图、定位、导航的方式实现。采用激光SLAM方案对无人机的姿态要求比较高，不能有大角度的倾斜，采用视觉SLAM方案利用摄像机的高速摄影，可以有效解决无人机抖动带来的定位偏差问题，对光照强度要求比较高。这两种方式进行定位时都有探测距离，一般小于40米，不适合森林场景中远距离空旷的情况。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本技术提供了一种用于森林救援的无GPS定位系统，克服了现有定位系统存在的无人机信号失联返航、基站数量多以及不适合户外搜救的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于森林救援的无GPS定位系统，包括无人机、自动跟踪定向天线A、自动跟踪定向天线B、测角仪、无线信号发射器和智能计算设备，所述无线信号发射器用来将所述自动跟踪定向天线A和所述自动跟踪定向天线B的转角数据通过无线方式传输给所述智能计算设备，所述自动跟踪定向天线A和所述自动跟踪定向天线B通过定向天线的较窄波束角中能量分布特性自动指向所述无人机方位，所述智能计算设备为智能笔记本，所述测角仪、所述自动跟踪定向天线A、所述自动跟踪定向天线B和所述无线信号发射器共用一套电源模块。
[0008]作为本技术的一种优选技术方案，所述无人机下侧设置有搜救设备，所述搜救设备为可见光摄像头和红外摄像头。
[0009]作为本技术的一种优选技术方案，所述智能计算设备通过获取的天线的转角角度和当前位置计算出所述无人机相对定向天线的所述水平位置。
[0010]作为本技术的一种优选技术方案，所述自动跟踪定向天线A和所述自动跟踪定向天线B包括三脚架和防雷模块。
[0011]作为本技术的一种优选技术方案，所述测角仪自动测量所述自动跟踪定向天线A和所述自动跟踪定向天线B的当前转角。
[0012]作为本技术的一种优选技术方案，所述智能计算设备包括显示模块、输入模块、输出模块和电源模块。
[0013]作为本技术的一种优选技术方案，所述自动跟踪定向天线A和所述自动跟踪定向天线B内置有旋转电机模块。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015]1、和差分GPS系统相比，本系统可以在无GPS信号的场景中使用，不会出现无GPS信号无法解锁起飞的情况，不会出现受到地面杂波影响导致无人机信号失联无法返航的问题；
[0016]2、和UWB定位系统相比，本系统通讯距离远，地对空可达到20000米，远大于UWB信标定位的300米，只需要两个定点基站，远小于UWB方案中三维定位至少6个基站的使用条件；
[0017]3、和激光或视觉SLAM定位系统相比，本系统可以应用在更广阔的场景中，不需要先飞行一遍环境然后建图，飞行准备时间短，不需要光照，通过无线电的方式进行定位，更适合室外搜救应用场景。
附图说明
[0018]图1为本技术一种用于森林救援的无GPS定位系统的原理示意图。
[0019]图中：1、无人机；2、搜救设备；3、自动跟踪定向天线A；4、自动跟踪定向天线B；5、测角仪；6、无线信号发射器；7、智能计算设备。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]请参阅图1，一种用于森林救援的无GPS定位系统，包括无人机1、自动跟踪定向天线A3、自动跟踪定向天线B4、测角仪5、无线信号发射器6和智能计算设备7，无线信号发射器6用来将自动跟踪定向天线A3和自动跟踪定向天线B4的转角数据通过无线方式传输给智能计算设备7，自动跟踪定向天线A3和自动跟踪定向天线B4通过定向天线的较窄波束角中能量分布特性自动指向无人机1方位，智能计算设备7为智能笔记本，测角仪5、自动跟踪定向天线A3、自动跟踪定向天线B4和无线信号发射器6共用一套电源模块。
[0022]本实施例中，无人机1下侧设置有搜救设备2，搜救设备2为可见光摄像头和红外摄像头，可见光摄像头和红外摄像头通过地面端遥控设备进行变焦调节，进而可以搜索丛林
中人员图像，无人机1是搜救设备2的空中载体，保证搜救设备2的有效搜救覆盖范围。
[0023]本实施例中，智能计算设备7通过获取的天线的转角角度和当前位置计算出无人机1相对定向天线的水平位置，智能计算设备7通过获取的两个自动跟踪定向天线AB的转角角度和当前位置，通过求解三角形获取无人机1相对两个定向天线的水平面内位置。
[0024]本实施例中，自动跟踪定向天线A3和自动跟踪定向天线B4包括三脚架和防雷模块，三脚架可以使得自动跟踪定向天线A和自动跟踪定向天线B稳定支撑，使得自动跟踪定向天线A3和自动跟踪定向天线B4的自动跟踪进程顺利，进而保证对无人机1精准跟踪。
[0025]本实施例中，测角仪5自动测量自动跟踪定向天线A3和自动跟踪定向天线B4的当前转角，测角仪5可以获取两个自动跟踪定向天线的当前转角，进而使得无线信号发射器6可以将转角角度信息发送给智能计算设备7，使得智能计算设备7可以自动精准计算出无人机1的位置。
[0026]本实施例中，智能计算设备7包括显示模块、输入模块、输出模块和电源模块，智能计算设备7的显示模块可以显示出无人机1相对自动跟踪定向天线A3和自动跟踪定向天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于森林救援的无GPS定位系统，包括无人机(1)、自动跟踪定向天线A(3)、自动跟踪定向天线B(4)、测角仪(5)、无线信号发射器(6)和智能计算设备(7)，其特征在于：所述无线信号发射器(6)用来将所述自动跟踪定向天线A(3)和所述自动跟踪定向天线B(4)的转角数据通过无线方式传输给所述智能计算设备(7)，所述自动跟踪定向天线A(3)和所述自动跟踪定向天线B(4)通过定向天线的较窄波束角中能量分布特性自动指向所述无人机(1)方位，所述智能计算设备(7)为智能笔记本，所述测角仪(5)、所述自动跟踪定向天线A(3)、所述自动跟踪定向天线B(4)和所述无线信号发射器(6)共用一套电源模块。2.根据权利要求1所述的一种用于森林救援的无GPS定位系统，其特征在于：所述无人机(1)下侧设置有搜救设备(2)，所述搜救设备(2)为可见光摄像头和红外摄像头。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓，
申请(专利权)人：西安光环电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：