基于RTK双天线定向的无人机系统和无人机技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RTK双天线定向的无人机系统，包括：第一、第二定向设备和控制器，第一、第二定向设备和控制器通信连接；第一定向设备配置为向第二定向设备输出第一RTCM差分信息，并且接收第二定向设备输出的第二RTCM差分信息进行定向解算得到第一定向设备解算信息，其中包括第一精确航向；第二定向设备配置为向第一定向设备输出第二RTCM差分信息，并且接收第一定向设备输出的第一RTCM差分信息进行定向解算得到第二定向设备解算信息，其中包括第二精确航向；控制器基于第一精确航向和/或第二精确航向生成最终航向；还提供一种无人机。本发明专利技术增加了无人机航向信息的冗余性，提供航向信息的可选择性，提高航向准确率。提高航向准确率。提高航向准确率。

【技术实现步骤摘要】
基于RTK双天线定向的无人机系统和无人机


[0001]本专利技术属于无人机
，尤其涉及一种基于RTK双天线定向的无人机系统，一种基于RTK双天线定向的无人机航向确定方法，以及一种无人机。

技术介绍

[0002]航向对于无人机飞行起着至关重要的作用，航向可以与搭载在无人机上的其它传感数据融合，保证无人机稳定、精确、可靠的飞行。但是，航向的精度和稳定性存在一定的波动，例如当无人机进行外业工作时，可能会受到环境因素的干扰，影响航向的精度和稳定性；环境因素包括但不限于高压线或高压塔对卫星信号的电磁干扰、江河湖海表面对卫星信号的多路径效应、高层建筑对卫星信号的遮挡等等。
[0003]航向的确定一般采用RTK(Real Time Kinematic，实时动态差分)双天线定向。RTK双天线定向技术是利用卫星数据实时确定高精度航向的一种方法，具体包括：主天线与GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)设备1连接，作为流动站，记为第一定向设备；从天线与GNSS设备2连接，作为移动基站，记为第二定向设备；第一定向设备接收第二定向设备发送的RTCM差分数据进行RTK双天线定向解算，获取航向，并通过GPS接口将航向等信息传输给无人机无人机控制器，而第二定向设备不进行双天线定向，也不进行航向的传输。
[0004]现有技术中的RTK双天线技术，系统发生故障或者遇到强干扰时相对脆弱，没有应急部件可以介入以应对外界随机事件的干扰，相对来说稳定性较差。
[0005]本
技术介绍
所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请
技术介绍
的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中采用RTK双天线进行无人机定向时，系统发生故障或者遇到强干扰时相对脆弱，应对外界随机事件干扰能力差，相对来说稳定性较弱的问题，本专利技术的第一个方面设计并提供一种基于RTK双天线定向的无人机系统，包括：第一定向设备、第二定向设备和控制器，所述第一定向设备、第二定向设备和控制器通信连接；所述第一定向设备配置为向所述第二定向设备输出第一RTCM差分信息，并且接收所述第二定向设备输出的第二RTCM差分信息进行定向解算得到第一定向设备解算信息；所述第一定向设备解算信息包括第一精确航向；所述第二定向设备配置为向所述第一定向设备输出第二RTCM差分信息，并且接收所述第一定向设备输出的第一RTCM差分信息进行定向解算得到第二定向设备解算信息；所述第二定向设备解算信息包括第二精确航向；所述控制器基于所述第一精确航向和/或所述第二精确航向生成最终航向。
[0007]本专利技术的第二个方面提供一种无人机，包括无人机控制器，所述无人机控制器基于第一精确航向和/或第二精确航向生成最终航向；其中，所述第一精确航向由与所述无人机控制器通信连接的第一定向设备生成，所述第二精确航向有与所述无人机控制器通信连
接的第二定向设备生成；所述第一定向设备配置为向所述第二定向设备输出第一RTCM差分信息，并且接收所述第二定向设备输出的第二RTCM差分信息进行定向解算得到第一定向设备解算信息，所述第一定向设备解算信息包括所述第一精确航向；所述第二定向设备配置为向所述第一定向设备输出第二RTCM差分信息，并且接收所述第一定向设备输出的第一RTCM差分信息进行定向解算得到第二定向设备解算信息，所述第二定向设备解算信息包括所述第二精确航向。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：通过利用RTK双天线的第二定向设备，增加了无人机航向信息的冗余性，在一定程度上解决了无人机RTK双天线定向设备利用不充分、航向精度和稳定性无法保证的问题；同时使用第一定向设备和第二定向设备，提供了航向信息的可选择性，多信息融合提高了航向信息的准确率。
[0009]结合附图阅读本专利技术的具体实施方式后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0011]图1为本专利技术一些实施例所提供的基于RTK双天线定向的无人机系统的结构示意图；
[0012]图2为本专利技术一些实施例所提供的基于RTK双天线定向的无人机系统的一个流程图；
[0013]图3为本专利技术一些实施例所提供的基于RTK双天线定向的无人机系统的一个流程图；
[0014]图4为本专利技术一些实施例所提供的基于RTK双天线定向的无人机系统的一个流程图。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本专利技术作进一步详细说明。
[0016]需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0017]针对现有技术中采用RTK双天线进行无人机定向时，系统发生故障或者遇到强干扰时相对脆弱，应对外界随机事件干扰能力差，相对来说稳定性较弱的问题，如图1所示，本专利技术的一些实施方式设计并提供一种基于RTK双天线定向的无人机系统。无人机系统由第一定向设备100、第二定向设备200和控制器300组成，第一定向设备100、第二定向设备200和控制器300优选通过UART接口(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)通信
连接；其中，控制器300可以是无人机机载的处理模块，处理模块包括处理器和用于存储指令的存储器。处理器执行在存储器中的指令以执行本文公开的方法中的任意一种。在一个示例中，控制器300可以存储和执行飞行控制逻辑，飞行控制逻辑包括无人机的航向。控制器300还可以是与处理模块通信连接的其它终端设备中的处理器，终端设备可以是与无人机适配的遥控器和计算机等。第一定向设备100和第二定向设备200均可以是GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)设备。
[0018]在本实施方式中，第一定向设备100一方面配置为向第二定向设备200输入第一RTCM差分信息。国际海事无线电技术委员会(Radio Technical Commission for Maritime services，RTCM)指定了差分全球导航系统服务标准，以方便差分数据的交换和处理。第一RTCM差分信息为符合差分全球导航系统服务标准格式的信息；另一方面，第一定向设备100接收第二定向设备200输出的第二RTCM差分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于RTK双天线定向的无人机系统，其特征在于，包括：第一定向设备、第二定向设备和控制器，所述第一定向设备、第二定向设备和控制器通信连接；所述第一定向设备配置为向所述第二定向设备输出第一RTCM差分信息，并且接收所述第二定向设备输出的第二RTCM差分信息进行定向解算得到第一定向设备解算信息；所述第一定向设备解算信息包括第一精确航向；所述第二定向设备配置为向所述第一定向设备输出第二RTCM差分信息，并且接收所述第一定向设备输出的第一RTCM差分信息进行定向解算得到第二定向设备解算信息；所述第二定向设备解算信息包括第二精确航向；所述控制器基于所述第一精确航向和/或所述第二精确航向生成最终航向。2.根据权利要求1所述的基于RTK双天线定向的无人机系统，其特征在于，所述第一定向设备解算信息还包括第一解算类型，所述第二定向设备解算信息还包括第二解算类型；所述控制器生成所述最终航向时执行以下步骤：读取所述第一解算类型；读取所述第二解算类型；如果所述第一解算类型为RTK固定解算而所述第二解算类型为非RTK固定解算，则以所述第一精确航向作为所述最终航向；如果所述第一解算类型为非RTK固定解算而所述第二解算类型为RTK固定解算，则以所述第二精确航向作为最终航向。3.根据权利要求2所述的基于RTK双天线定向的无人机系统，其特征在于，如果所述第一解算类型为RTK固定解算且所述第二解算类型为RTK固定解算，所述控制器生成所述最终航向时还执行以下步骤：计算所述第一精确航向和第二精确航向之间的精确航向偏差；其中，所述精确航向偏差Δψ
r
满足其中为第一精确航向，为第二精确航向；如果所述精确航向偏差小于允许最大误差，则以所述第一精确航向作为所述最终航向。4.根据权利要求3所述的基于RTK双天线定向的无人机系统，其特征在于，所述第一定向设备解算信息还包括第一速度信息和第一基线解算方差；所述第二定向设备解算信息还包括第二速度信息和第二基线解算方差，所述第一速度信息包括北东地坐标系下的速度，记为所述第二速度信息包括北东地坐标系下的速度，记为如果所述精确航向偏差不小于允许最大误差，所述控制器生成所述最终航向时还执行以下步骤：计算所述第一定向设备基于速度的第一对地航向所述第一对地航向满足：计算所述第二定向设备基于速度的第二对地航向所述第二对地航向满足：
对所述第一对地航向和第二对地航向进行低通滤波，分别调整所述第一对地航向和所述第二对地航向的取值范围至0
°
至360
°
的区间内；计算第一定向设备航向偏差Δψ1，所述第一定向设备航向偏差Δψ1满足：计算第二定向设备航向偏差Δψ2；所述第二定向设备航向偏差Δψ2满足：在第一水平速度和第二水平速度均满足预设水平速度条件时，根据所述第一定向设备航向偏差和所述第二定向设备航向偏差确定第一定向设备航向偏差权重和第二定向设备航向偏差权重；其中：所述第一水平速度为：所述第二水平速度为：根据所述第一基线解算方差和第二基线解算方差确定第一定向设备基线解算权重和第二定向设备基线解算权重；设置航向偏差权重系数和基线解算权重调谐系数；计算第一定向设备航向融合权重和第二定向设备航向融合权重；基于第一精确航向、第二精确航向、第一定向设备航向融合权重和第二定向设备航向融合权重生成所述最终航向。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周万振，王建岭，王永波，李小龙，张睿，
申请(专利权)人：智洋创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：