一种无人机飞行器导航系统及一种无人机飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机飞行器导航系统及一种无人机飞行器。
【背景技术】
[0002]无人机飞行器是指利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操控的不载人飞行器。由于无人机飞行器具有可操控性好，低成本，使用方便等优点，因此，无人机飞行器已经被应用于许多行业，如在航拍、农业植保、测绘等多个领域已经得到广泛应用。无人机飞行器正在不断地发展完善阶段，在未来将会在更多的领域发挥重要作用。目前，无人机飞行器存在交互性差，用户无法直观地了解无人机飞行器工作状态，导致用户体验差。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种无人机飞行器导航系统，该导航系统具有冗余拓扑结构，其利用冗余拓扑结构实现了无人机飞行器冗余控制机制，以提高导航精度，进而提高飞行可靠性。
[0004]另外，本实用新型还提供了一种无人机飞行器，该无人机飞行器利用上述导航系统进行导航，以提高飞行可靠性和安全性。
[0005]本实用新型第一方面提供了一种无人机飞行器导航系统，所述系统包括:
[0006]一个控制器和至少一个测量模块；
[0007]所述控制器包括至少一个处理器，并与每个测量模块通信连接；
[0008]其中，所述至少一个测量模块包括冗余的传感器，用于测量无人机飞行状态，并将传感器测量的数据传送至控制器，所述控制器利用所述至少一个处理器处理传感器测量的数据以控制无人机飞行。
[0009]可选的，所述至少一个测量模块通过串行通信总线与控制器进行数据通信。
[0010]可选的，所述至少一个测量模块通过CAN通信总线与控制器进行数据通信。
[0011 ]可选的，至少有一个测量模块是惯性测量模块。
[0012]可选的，所述惯性测量模块包括加速度传感器和/或陀螺仪传感器。
[0013]可选的，所述惯性测量模块嵌入在所述控制器中。
[0014]可选的，所述惯性测量模块通过串行接口与控制器进行数据通信。
[0015]可选的，所述惯性测量模块通过串行通信总线与系统中的其他测量模块进行数据通信。
[0016]可选的，所述惯性测量模块通过CAN通信总线与系统中的其他测量模块进行数据通信。
[0017]可选的，所述至少一个测量模块是定位模块，该定位模块用于计算无人机飞行器的地理位置。
[0018]可选的，所述定位模块包括定位传感器。
[0019]可选的，所述定位传感器包括以下任意一种或者多种类型组合:
[0020]GPS传感器或北斗定位传感器。
[0021 ]可选的，所述至少一个测量模块是磁感应模块，该磁感应模块用于感应地磁以判断方向。
[0022]可选的，所述磁感应模块包括罗盘传感器。
[0023]可选的，所述系统还包括:
[0024]视觉模块;所述视觉单元与所述控制器连接。
[0025]可选的，所述视觉模块是单目模块或双目模块。
[0026]可选的，所述系统还包括:
[0027]载波信号差分模块;所述载波信号差分模块与所述控制器连接。
[0028]可选的，当所述系统包括至少两个测量模块时，
[0029]所述至少两个测量模块各自包含至少一个传感器，所述至少两个测量模块包含的传感器互相提供冗余支持。
[0030]本实用新型第二方面提供了另一种无人机飞行器导航系统，所述系统包括:
[0031]主导航单元、从导航单元和控制器;所述控制器包括至少一个处理器，并与主导航单元和从导航单元通信连接；
[0032]所述主导航单元包括:至少一个测量模块；
[0033]所述从导航单元包括:至少一个测量模块;所述从导航单元中的至少一个测量模块为所述主导航单元中的至少一个测量模块提供冗余支持；
[0034]所述控制器利用所述至少一个处理器处理所述主导航单元和所述从导航单元内测量模块测量的数据以控制无人机飞行。
[0035]可选的，所述主导航单元和所述从导航单元中的测量模块通过串行通信总线与控制器进行数据通信。
[0036]可选的，所述主导航单元和所述从导航单元中的测量模块通过CAN通信总线和控制器进行数据通信。
[0037]可选的，所述主导航单元包括:一个惯性测量模块、一个定位模块、一个磁感应模块或其组合；
[0038]则所述从导航单元包括:至少一个惯性测量模块、至少一个定位模块、至少一个磁感应模块或其组合。
[0039]可选的，所述主导航单元包括:一个惯性测量模块、一个定位模块和一个磁感应模块；
[0040]所述从导航单元包括:两个惯性测量模块、两个定位模块和两个磁感应模块。
[0041 ]可选的，所述主导航单元包括惯性测量模块，所述惯性测量模块嵌入在控制器中。
[0042]可选的，所述从导航单元包括至少一个惯性测量模块，所述从导航单元中的任意一个惯性测量模块嵌入在控制器中。
[0043]可选的，所述惯性测量模块通过串行接口与控制器进行数据通信。
[0044]可选的，所述主导航单元包括定位模块和磁感应模块，所述定位模块和所述磁感应模块集成在同一模块中。
[0045]可选的，所述从导航单元包括N个定位模块和N个磁感应模块，所述从导航单元中的定位模块和磁感应模块以成对的方式分别集成在N个模块中，所述N为大于或等于I的整数。
[0046]可选的，所述系统还包括:
[0047]视觉模块，所述视觉模块与所述控制器连接。
[0048]可选的，所述视觉模块是单目模块或双目模块。
[0049]可选的，所述系统还包括:
[0050]载波信号差分模块;所述载波信号差分模块与所述控制器连接。
[0051]本实用新型第三方面提供了一种无人机飞行器，包括:上述本实用新型第一方面提供的无人机飞行器导航系统。
[0052]本实用新型第四方面提供了一种无人机飞行器，包括:上述本实用新型第二方面提供的无人机飞行器导航系统。
[0053]与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果:
[0054]本实用新型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上述几个方面的技术方案，其技术核心就是基于冗余结构测量模块，控制器根据这种冗余结构的测量单元提供的数据来进行导航，从冗余的数据中能够选择较可靠的数据来进行导航，从而能够提高导航精度;而无人机飞行器利用这种的导航系统能够提高飞行的安全性和可靠性。
[0055]而现有的无人机飞行器导航系统一般都是采用独立的测量模块来进行导航，而其采用的测量模块多数为微机电器件，微机电器件由于受到其自身材料和工作原理的限制，其安全级别不高，也容易发生故障，导航系统中任意一个测量模块发送故障，都会直接影响导航精度，严重时会引发无人机失控的问题。
[0056]因此，与现有技术相比，本实用新型提出的这种具有冗余结构的导航系统，能够在某一测量模块出现故障，采用其冗余功能的测量模块替代其进行工作，从而保证导航系统的正常工作，避免出现导航故障引起无人机失控的问题，从而提高了导航系统的安全性和导航精度，为无人机飞行器提供更可靠的导航信息。
【附图说明】
[0057]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0058]图1是本实用新型第一方面的无人机飞行器导航系统实施例1的结构图；
[0059]图2是本实用新型第一方面的无人机飞行器导航系统实施例2的结构图；
[0060]图3是本实用新型第一方面的无人机飞行器导航系统实施例3的结构图；
[0061 ]图4是本实用新型第一方面的无人机飞行器导航系统实施例4的结构图；
[0062]图5是本实用新型第一方面的无人机飞行器导航系统实施例5的结构图；
[0063]图6是本实用新型第一方面的无人机飞行器导航系统实施例6的结构图；
[0064]图7是本实用新型第二方面的无人机飞行器导航系统实施例1的结构图；
[0065]图8是本实用新型第二方面的无人机飞行器导航系统实施例2的结构图；
[0066]图9是本实用新型第二方面的无人机飞行器导航系统实施例3的结构图；
[0067]图10是本实用新型第二方面的无人机飞行器导航系统实施例4的结构图；
[0068]图11是本实用新型第三方面提供的无人机飞行器的结构图；
[0069]图12是本实用新型第四方面提供的无人机飞行器的结构图。
【具体实施方式】
[0070]为了使本领域技术人员能够更好地理解和实施本实用新型提供的技术方案，并使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型实施例中技术方案作进一步详细的说明。
[0071]下面先对本实用新型第一方面提供的无人机飞行器导航系统的结构和工作原理进行解释说明。
[0072]请参阅图1，图1是本实用新型第一方面提供的无人机飞行器导航系统实施例1的结构图，如图1所示，该无人机飞行器导航系统100包括:
[0073 ] —个控制器1I和至少一个测量模块(如图1中的测量模块1、测量模块2......、测量模块N，N是大于或者等于I的整数)；
[0074]所述控制器包括至少一个处理器，并与每个测量模块通信连接；
[0075]其中，所述至少一个测量模块包括冗余的传感器，用于测量无