1.本发明涉及无人机领域，特别是一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统。
背景技术：2.目前无人机实现定位、定姿的方式多种多样，主要包括气压器、光流模块、室外gps定位、室内辅助设备定位等方式。目前针对此类无人机定位方式主要通过将无人机位姿信息发送到无人机飞行控制单元，由飞行控制单元进行姿态解算与位姿补偿控制，实现无人机的稳定飞行以及位置控制，无人机平台实现该功能需要对于飞机进行的设备加装、飞控调试工作量较大。本套解决方案将位姿解算单元写入无人机控制地面站的，可实现快速、低成本使无人机获取定位定姿能力。
技术实现要素：3.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统。
4.实现上述目的本发明的技术方案为，一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统，包括围栏设置单元、飞行器模拟姿态系统、飞行器遥控器、飞行器、外环飞行器姿态识别单、飞行器位姿识别单元、飞行器位姿分发单元；
5.所述纠正量计算单元通过飞行器遥控控制反馈量将信号传输至飞行器遥控器，所述飞行器遥控器通过耦合遥控信号传输至飞行器，所述飞行器通过飞行器姿态识别模块将信号传输至外环飞行器姿态识别单元，所述外环飞行器姿态识别单元通过飞机模拟飞行姿态后，将信号传输至飞行器位姿分发单元，所述飞行器位姿分发单元通过判断飞行器目前位置从而围栏设置单元，所述围栏设置单元通过围栏位置边界纠正量将信号传输给纠正量计算单元。
6.优选的，所述飞行器位姿分发单元具有三段识别功能，分别为：实时位姿信息、飞行器模拟姿态、初始识别位姿，所述实时位姿信息、飞行器模拟姿态、初始识别位姿将信号汇总至纠正量计算单元，纠正量计算单元将实时位姿与初始位姿判定在允许误差外实时位姿与初始位姿判定在允许误差内，由飞行器位姿分发单元做出六自由度纠正量发送或不发送纠正信息。
7.优选的，所述飞行器位姿识别单元识别飞行器位姿通过飞行器位姿分发单元发送飞行器目前位置到围栏设置单元，同时将信息发送至纠正量计算单元，所述围栏设置单元计算围栏边界距离，将信号发送至纠正量计算单元，所述纠正量计算单元做出与设定边界距离在限定条件内或与边界距离在限定条件外的判断后，在分别做出前、后、左、右以及上或前、后、左、右以及上的判断。
8.利用本发明的技术方案制作的基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳
定系统，本发明相较于目前市场上的无人机定位定姿解决方案，提供了一种不依赖飞行器原有机载设备加装兼容性的解决方案。无需原有无人机飞控系统支持连接外部位姿获取装置即可实现无人机的定位定姿，并且可以针对无人机的飞行位置进行限制，确保飞行安全。对于室内或室外无定位状态下的无人机系统，快速获取定位定姿能力具有重大意义。
9.优点：
10.对于不支持加装定位模块的无人机具有良好的兼容性；
11.所有遥控器支持连接电脑的无人机均可以接入系统；
12.软件对于外部无人机定位方式兼容良好，一切可以获取无人机位姿的系统均可以接入该系统；(机载gps模块、室内定位系统、uwb系统、optitrack、apriltag、激光雷达等)
13.可设置安全围栏，无人机无法飞出安全围栏，有障碍的位置同样可以设置飞行限制区域。
附图说明
14.图1是本发明所述基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统的流程图；
15.图2是本发明所述基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统的流程图；
16.图3是本发明所述基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统的流程图；
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统。
18.本发明主要通过外部无人机位姿检测设备，获取无人机位姿信息，无人机自身飞行过程中由于无人机飞行控制系统的加速度计以及陀螺仪检测的信息，只能保持无人机自身飞行姿态，不能确保无人机飞行过程中位置以及姿态保持相对稳定。因此在地面控制站获取到无人机外部的姿态信息后，地面处理站的飞行器位姿识别单元会检测到无人机的当前位姿信息，并且按照无人机监测到的初识位置信息进行位姿判定，并且针对判定的初始位姿进行补偿运算。补偿运算主要针对无人机运动的六个自由度进行。分别为前、后、左、右、上、下、偏航、滚转。
19.本套发明考虑到飞行器飞行过程中的安全性以及飞行器在室内以及有障碍物的环境下飞行，螺旋桨误触障碍物或者边界，本套软件设置电子围栏功能。即通过软件以及调节信号的发出，限制无人机飞入相应的区域，可以有效确保无人机在室内以及有障碍物的情况下的飞行安全。
20.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统，其特征在于，包括围栏设置单元、飞行器模拟姿态系统、飞行器遥控器、飞行器、外环飞行器姿态识别单、飞行器位姿识别单元、飞行器位姿分发单元；所述纠正量计算单元通过飞行器遥控控制反馈量将信号传输至飞行器遥控器，所述飞行器遥控器通过耦合遥控信号传输至飞行器，所述飞行器通过飞行器姿态识别模块将信号传输至外环飞行器姿态识别单元，所述外环飞行器姿态识别单元通过飞机模拟飞行姿态后，将信号传输至飞行器位姿分发单元，所述飞行器位姿分发单元通过判断飞行器目前位置从而围栏设置单元，所述围栏设置单元通过围栏位置边界纠正量将信号传输给纠正量计算单元。2.根据权利要求1所述的一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统，其特征在于，所述飞行器位姿分发单元具有三段识别功能，分别为：实时位姿信息、飞行器模拟姿态、初始识别位姿，所述实时位姿信息、飞行器模拟姿态、初始识别位姿将信号汇总至纠正量计算单元，纠正量计算单元将实时位姿与初始位姿判定在允许误差外实时位姿与初始位姿判定在允许误差内，由飞行器位姿分发单元做出六自由度纠正量发送或不发送纠正信息。3.根据权利要求1所述的一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统，其特征在于，所述飞行器位姿识别单元识别飞行器位姿通过飞行器位姿分发单元发送飞行器目前位置到围栏设置单元，同时将信息发送至纠正量计算单元，所述围栏设置单元计算围栏边界距离，将信号发送至纠正量计算单元，所述纠正量计算单元做出与设定边界距离在限定条件内或与边界距离在限定条件外的判断后，在分别做出前、后、左、右以及上或前、后、左、右以及上的判断。
技术总结本发明公开了一种基于外部定位装置的通用室内无人机位姿限定、稳定系统，包括围栏设置单元、飞行器模拟姿态系统、飞行器遥控器、飞行器、外环飞行器姿态识别单、飞行器位姿识别单元、飞行器位姿分发单元。本发明的有益效果是，本发明相较于目前市场上的无人机定位定姿解决方案，提供了一种不依赖飞行器原有机载设备加装兼容性的解决方案。无需原有无人机飞控系统支持连接外部位姿获取装置即可实现无人机的定位定姿，并且可以针对无人机的飞行位置进行限制，确保飞行安全。对于室内或室外无定位状态下的无人机系统，快速获取定位定姿能力具有重大意义。具有重大意义。具有重大意义。
技术研发人员：张子楠 叶文韬 侯冠丞
受保护的技术使用者：北京美冠挚友科技有限公司
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2022/11/1
