无人机电子罗盘自动旋转校准系统.pdf

《无人机电子罗盘自动旋转校准系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无人机电子罗盘自动旋转校准系统.pdf（8页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922464906.X (22)申请日 2019.12.31 (73)专利权人 广西电网有限责任公司百色供电 局 地址 533000 广西壮族自治区百色市右江 区江南新区龙腾路百色供电局 (72)发明人 李安东王业柱黄禹铭吕承霖 吴忠举冯锦强 (74)专利代理机构 南宁智卓专利代理事务所 (普通合伙) 45129 代理人 邓世江 (51)Int.Cl. G01C 17/38(2006.01) (54)实用新型名称 一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统 (57)摘要 本实用新型。

2、公开了一种无人机电子罗盘自 动旋转校准系统， 包括无人机主体部分以及与所 述无人机主体部分进行无线连接的遥控发射端， 在无人机主体部分的四周配置有多个旋翼， 在无 人机主体部分内置有无人机飞行器控制器、 遥控 接收端和旋转校准装置， 所述遥控发射端通过遥 控接收端与所述无人机飞行器控制器进行通信 控制连接， 所述无人机飞行器控制器的控制输出 端与所述旋转校准装置电气连接。 本实用新型的 校准系统实现了智能化校准操作， 消除了磁场对 无人机的干扰， 节省了人力， 使得电子罗盘的校 准工作更加精确和高效。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 211234438 U 2020.08.11 C。

3、N 211234438 U 1.一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 包括无人机主体部分以及与 所述无人机主体部分进行无线连接的遥控发射端， 在无人机主体部分的四周配置有多个旋 翼， 在无人机主体部分内置有无人机飞行器控制器、 遥控接收端和旋转校准装置， 所述遥控 发射端通过遥控接收端与所述无人机飞行器控制器进行通信控制连接， 所述无人机飞行器 控制器的控制输出端与所述旋转校准装置电气连接。 2.根据权利要求1所述的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 所述旋 转校准装置包括第一舵机、 第二舵机、 电子罗盘、 GPS定位模块和支撑台， 在所述第一舵机与 第二舵机之间。

4、竖直设置有第一支撑轴， 该第一支撑轴的下端与所述第一舵机竖直向上伸出 的输出轴连接， 所述第一支撑轴的上端安装所述第二舵机， 所述第二舵机水平伸出的输出 轴上设置有沿竖直方向的第二支撑轴， 该第二支撑轴的下端与所述第二舵机水平伸出的输 出轴传动连接， 在所述第二支撑轴的上端安装所述支撑台， 在所述支撑台上分别设置电子 罗盘和GPS定位模块， 该电子罗盘的数据输出端和GPS定位模块的数据输出端分别与所述无 人机飞行器控制器连接。 3.根据权利要求2所述的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 所述支 撑台的下表面固定有底座， 在底座的下端依次设置有过度连接部和套筒， 该套筒套设在所 。

5、述第二支撑轴的上端， 所述支撑台的下表面依次通过底座、 连接部和套筒固定在所述第二 支撑轴上。 4.根据权利要求3所述的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 所述连 接部与所述底座转动连接， 在所述套筒的筒口侧壁上设置卡接口或卡接孔。 5.根据权利要求2或3所述的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 在 所述支撑台的表面设置有固定所述电子罗盘的阶梯形放置槽。 6.根据权利要求1所述的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 所述旋 转校准装置还包括气压传感器和九轴传感器， 该气压传感器的数据输出端和九轴传感器的 数据输出端分别与所述无人机飞行器控制器连接。。

6、 7.根据权利要求5所述的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 所述电 子罗盘至少包括三轴加速度计和三轴磁力计， 所述三轴加速度计的数据输出端和三轴磁力 计的数据输出端分别通过A/D转换器与所述无人机飞行器控制器进行连接。 8.根据权利要求1或2所述的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 其特征在于： 在 所述无人机主体部分的外部还设置有LED指示灯， 该LED指示灯与所述无人机飞行器控制器 连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211234438 U 2 一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统 技术领域 0001 本实用新型属于无人机定位停靠技术领域， 尤其涉及一种无人机电子罗。

7、盘自动旋 转校准系统。 背景技术 0002 目前无人机在实际飞行场景中， 主要采用电子罗盘实现方位的辨别， 由于电子罗 盘对磁场环境非常敏感， 经常会遇到电子罗盘干扰现象(例如地球磁场或电机工作时电流 产生的磁场会对电子罗盘产生干扰)， 会导致电子罗盘方位辨别产生偏差。 为此， 在无人机 飞行前， 需要重新对无人机进行校准操作， 一般在地面上校准电子罗盘， 通过校准电子罗盘 保证在周围环境磁场干扰下正常飞行。 但在校准操作时需要无人机连接电脑端或手机端的 同时， 先手持无人机进行水平旋转， 再将无人机旋转90 垂直后接着水平旋转， 使无人机采 集周围磁场信号， 处理后进行数据处理， 完成校准；。

8、 然而无人机针对磁场干扰的校准非常困 难的， 电脑端或手机端需要额外的连接线， 而且对于校准的旋转操作， 需要人为抬起无人机 来进行， 当无人机本身载重过重或装载有摄像头等贵重物品时， 还需要为了校准操作进行 拆卸和重新安装， 十分不便利。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的在于提供一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 本实用新型 的校准系统实现了智能化校准操作， 消除了磁场对无人机的干扰， 节省了人力， 使得电子罗 盘的校准工作更加精确和高效。 为了实现上述目的， 本实用新型采用以下技术效果： 0004 根据本发实用新型的一个方面， 提供了一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统， 包括无人。

9、机主体部分以及与所述无人机主体部分进行无线连接的遥控发射端， 在无人机主 体部分的四周配置有多个旋翼， 在无人机主体部分内置有无人机飞行器控制器、 遥控接收 端和旋转校准装置， 所述遥控发射端通过遥控接收端与所述无人机飞行器控制器进行通信 控制连接， 所述无人机飞行器控制器的控制输出端与所述旋转校准装置电气连接。 0005 上述方案进一步优选的， 所述旋转校准装置包括第一舵机、 第二舵机、 电子罗盘、 GPS定位模块和支撑台， 在所述第一舵机与第二舵机之间竖直设置有第一支撑轴， 该第一支 撑轴的下端与所述第一舵机竖直向上伸出的输出轴连接， 所述第一支撑轴的上端安装所述 第二舵机， 所述第二舵机。

10、水平伸出的输出轴上设置有沿竖直方向的第二支撑轴， 该第二支 撑轴的下端与所述第二舵机水平伸出的输出轴传动连接， 在所述第二支撑轴的上端安装所 述支撑台， 在所述支撑台上分别设置电子罗盘和GPS定位模块， 该电子罗盘的数据输出端和 GPS定位模块的数据输出端分别与所述无人机飞行器控制器连接。 0006 上述方案进一步优选的， 所述支撑台的下表面固定有底座， 在底座的下端依次设 置有过度连接部和套筒， 该套筒套设在所述第二支撑轴的上端， 所述支撑台的下表面依次 通过底座、 连接部和套筒固定在所述第二支撑轴上。 0007 上述方案进一步优选的， 所述连接部与所述底座转动连接， 在所述套筒的筒口侧 说。

11、明书 1/4 页 3 CN 211234438 U 3 壁上设置卡接口或卡接孔。 0008 上述方案进一步优选的， 在所述支撑台的表面设置有固定所述电子罗盘的阶梯形 放置槽。 0009 上述方案进一步优选的， 所述旋转校准装置还包括气压传感器和九轴传感器， 该 气压传感器的数据输出端和九轴传感器的数据输出端分别与所述无人机飞行器控制器连 接。 0010 上述方案进一步优选的， 所述电子罗盘至少包括三轴加速度计和三轴磁力计， 所 述三轴加速度计的数据输出端和三轴磁力计的数据输出端分别通过A/D转换器与所述无人 机飞行器控制器进行连接。 0011 上述方案进一步优选的， 在所述无人机主体部分的外部。

12、还设置有LED指示灯， 该 LED指示灯与所述无人机飞行器控制器连接。 0012 综上所述， 由于本实用新型采用了上述技术方案， 本实用新型具有以下技术效果： 0013 本实用新型解决了多旋翼无人机采用指南针进行校准遇到的困难问题， 也无需人 为抬起无人机进行指南针校准操作， 而是直接通过两个舵机的协作完成电子罗盘的校准操 作， 所有校准操作只需通过遥控端即可完成智能化校准， 消除了磁场对无人机的干扰， 节省 了人力， 使得电子罗盘的校准工作更加精确和高效。 附图说明 0014 图1是本实用新型的一种无人机电子罗盘自动旋转校准系统的系统原理图； 0015 图2是本实用新型的旋转校准装置的控制结。

13、构示意图； 0016 图3是本实用新型的底座的安装结构示意图； 0017 图4是本实用新型的电子罗盘的校准原理图。 具体实施方式 0018 为使本实用新型的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下参照附图并举出优 选实施例， 对本实用新型进一步详细说明。 然而， 需要说明的是， 说明书中列出的许多细节 仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解， 即便没有这些特定 的细节也可以实现本实用新型的这些方面。 0019 如图1和图2所示， 根据本实用新型的一个方面， 提供一种无人机电子罗盘自动旋 转校准系统， 包括无人机主体部分1以及与所述无人机主体部分1进行无线连接的遥控发射 。

14、端2， 在无人机主体部分1的四周配置有多个旋翼3， 在无人机主体部分1内置有无人机飞行 器控制器10、 遥控接收端11和旋转校准装置12， 所述遥控发射端2通过遥控接收端11与所述 无人机飞行器控制器10进行通信控制连接， 所述无人机飞行器控制器10的控制输出端与所 述旋转校准装置12电气连接， 所述旋转校准装置12包括第一舵机120、 第二舵机121、 电子罗 盘122、 GPS定位模块123和支撑台124， 在所述第一舵机120与第二舵机121之间竖直设置有 第一支撑轴120a， 该第一支撑轴120a的下端与所述第一舵机120竖直向上伸出的输出轴连 接， 所述第一支撑轴120a的上端安装所。

15、述第二舵机121， 所述第二舵机121水平伸出的输出 轴上设置有沿竖直方向的第二支撑轴121a， 该第二支撑轴121a的下端与所述第二舵机121 水平伸出的输出轴传动连接， 在所述第二支撑轴121a的上端安装所述支撑台124， 在本实用 说明书 2/4 页 4 CN 211234438 U 4 新型中， 如图3所示， 所述支撑台124的下表面固定有底座124a， 该支撑台124通过底座124a 固定在所述， 在底座124a的下端依次设置有过度连接部124b和套筒124c， 该套筒124c套设 在所述第二支撑轴121a的上端， 所述支撑台124的下表面依次通过底座124a、 连接部124b和 套。

16、筒124c固定在所述第二支支撑轴121a上， 所述连接部124b与所述底座124a转动或固定连 接， 在所述套筒124c的筒口侧壁上设置卡接口或卡接孔124d， 将套筒124c通过卡接口或卡 接孔124d第二支支撑轴121a卡接后并通过螺栓(或销钉、 销轴)穿过卡接口或卡接孔124d将 套筒124c固定在所述第二支支撑轴121a的上端， 从而使支撑台124安装或拆卸方便， 在所述 支撑台124的表面设置有固定所述电子罗盘122的阶梯形放置槽124e， 通过该阶梯形放置槽 124e水平放置电子罗盘122， 使电子罗盘122不轻易发生晃动或移动。 0020 在本实用新型中， 如图2和图3所示， 在。

17、所述支撑台124上分别设置电子罗盘122和 GPS定位模块123， 该电子罗盘122的数据输出端和GPS定位模块123的数据输出端分别与所 述无人机飞行器控制器10连接， 所述旋转校准装置12还包括气压传感器和九轴传感器， 所 述气压传感器采用的型号为BMP280气压传感器， 所述九轴传感器采用的型号为MPU9250九 轴传感器芯片， 该气压传感器的数据输出端和九轴传感器的数据输出端分别与所述无人机 飞行器控制器10连接， 电子罗盘122校准控制先由遥控发射端2发出校准指令， 无人机主体 部分1上搭载的遥控接收端11接受到指令后， 通过无人机飞行器控制器10来先后控制舵机 完成校准操作； 所述。

18、无人机飞行器控制器10采用STM32F411CEU6作为主控制处理器， 主要负 责无人机主体部分1飞行时的气压检测、 飞行稳定检测， 无人机主体部分1内的遥控接收端 11通过和外部的遥控发射端2来完成对旋翼电机的控制， 电子罗盘122采集数据传回至无人 机飞行器控制器10， 校准时再通过控制舵机完成校准， 所述旋转校准装置12为两个舵机分 别控制第一支撑轴120a和第二支撑轴121a连接的电子罗盘122， 所述第一舵机120通过竖直 的支撑轴120a(直杆)与第二舵机121的侧边相连， 所述第二舵机121通过第二支撑轴121a (直杆)连接电子罗盘122， 正常飞行时， 第一支撑轴120a和第。

19、二支撑轴121a保持竖直， 校准 操作时， 第一舵机120旋转完成电子罗盘122在水平平面的旋转， 接着第二舵机121旋转90 使罗盘垂直放置， 第一舵机120再继续配合作水平旋转完成电子罗盘水平旋转校准， 从而快 速完成电子罗盘的校准操作。 0021 在本实用新型中， 如图1和图4所示， 在所述无人机主体部分1的外部还设置有LED 指示灯， 该LED指示灯与所述无人机飞行器控制器10连接， 所述电子罗盘122至少包括三轴 加速度计和三轴磁力计， 所述三轴加速度计的数据输出端和三轴磁力计的数据输出端分别 通过A/D转换器与所述无人机飞行器控制器进行连接， 所述三轴加速度计的数据输出端通 过A/。

20、D转换器与所述无人机飞行器控制器进行连接， 九轴传感器的数据输出端与所述无人 机飞行器控制器进行连接， 所述GPS定位模块123采用的型号为M8N芯片， 所述电子罗盘122 的型号为LSM303DLH， 所述电子罗盘122校准时通过三轴加速度计来判断当前的水平和竖直 转向， 通过所述三轴磁力计进行检测在旋转过程中采集各个方向的磁力， 三轴磁力计检测 的信号通过A/D转换器输出有效磁场信号并传输给无人机飞行器控制器10进行数据处理， 无人机飞行器控制器10处理后得出倾角补偿的航偏角， 从而对控制所述旋翼3转动的旋翼 电机的速度进行精确控制； 电子罗盘122通过内部的三轴加速度计的飞行方向校准后，。

21、 三轴 磁力计检测得出附近的干扰磁场量并输出发给无人机飞行器控制器10， 无人机飞行器控制 器10根据所检测到的磁场干扰量进行飞行补偿(飞行补偿值或飞行补偿角)， 飞行补偿时， 说明书 3/4 页 5 CN 211234438 U 5 无人机飞行器控制器10不断根据九轴传感器检测飞行动态(飞行的方向航行角度)和三轴 加速度计输出的飞行补偿角， 通过在地面旋转校准装置12的电子罗盘122是否受到周围磁 场干扰进行检测， 若受干扰， 则通过分析获取对电子罗盘122进行调整， 消除该磁场干扰， 并 提示地面校准完毕； 若不受干扰， 直接提示地面校准完毕。 通过无人机飞行器控制器10控制 无人机主体部。

22、分1飞至一定高度并停留于该高度(通过气压传感器获取所在高度的大气压， 从而得到所在停留的高度)， 通过遥控发射端2发送校准指令至遥控接收端11并送入无人机 飞行器控制器10进行校准， 通过无人机飞行器控制器10对三轴磁力计检测的磁场强度值进 行检测， 并对该测得值进行数据分析并完成干扰磁场对整个电子罗盘122影响的飞行补偿， 同时配合GPS定位模块123获取无人机当前的准确坐标位置， 可通过GPS定位进行地块坐标 测量和定位无人机坐标， 并发送给无人机飞行器控制器10， 经过无人机飞行器控制器10对 GPS采集的坐标位置进行误差校准后， 无人机方可沿规划的航线进行作业时， 从而能够实现 精确作业， 空中校准完成后， 无人机主体部分1外部的LED指示灯则闪烁发亮。 0022 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技 术人员来说， 在不脱离本实用新型原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 211234438 U 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 211234438 U 7 图3 图4 说明书附图 2/2 页 8 CN 211234438 U 8 。