[实用新型]用于室内飞艇的定位系统有效

专利信息
申请号: 201120248759.3 申请日: 2011-07-14
公开(公告)号: CN202178871U 公开(公告)日: 2012-03-28
发明(设计)人: 李一波;吴星刚;张森悦;胡为 申请(专利权)人: 沈阳航空航天大学
主分类号: H04W4/02 分类号: H04W4/02
代理公司: 沈阳维特专利商标事务所(普通合伙) 21229 代理人: 孙丽珠
地址: 110136 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 用于 室内 飞艇 定位 系统
【说明书】:

技术领域:

本实用新型涉及一种室内的定位系统,尤其涉及一种能识别坐标和避开障碍物的用于室内飞艇的定位系统。

背景技术:

目前常用的飞艇飞控系统都是采用GPS获取高度与坐标信息,通过GPS的信息可以显示出飞艇的当前位置,可以记录和跟踪飞艇的航迹,此外还安装了高度气压计,飞控系统需要获知当前的大气压力,以换算成飞艇的空速和气压高度数据。因为飞艇在室内的环境下GPS定位技术由于信号受建筑物的影响而大大衰减到十分微弱的地步,要想达到与室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的,在室内受飞行高度的限制也无法使用高度气压计,导致室内飞艇自动驾驶仪系统需要独立开发飞控系统或者对GPS定位系统进行改造。

通过采用UWB定位技术获取室内飞艇位置数据,并转换为虚拟GPS数据供飞控系统使用,但单独使用UWB超宽带定位技术仍存在当飞艇离地面过近时由于阻挡和反射等原因仍会造成UWB定位数据出现误差。

发明内容:

本实用新型为了解决目前飞艇在室内的环境下无法通过GPS定位技术达到与室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息,而单独使用UWB超宽带定位技术,存在当飞艇离地面过近时由于阻挡和反射等原因仍会造成UWB定位数据出现误差的技术问题,提供了一种用于室内飞艇的定位系统,该系统主要由UWB室内定位传感器,定位系统通信链路、UWB定位服务器、网络交换机及网络连接部分组成;所述UWB定位传感器是将至少四个传感器通过以太网连接到网络交换机上,将其中的一个指定为主传感器,其它为从传感器,每个从传感器的时间同步线通过屏蔽以太网线连接到主传感器上;每个所述UWB室内定位传感器,安装在飞艇飞行的有效室内空间里,对载有定位标签的飞艇进行定位;由地面站模块接收来自飞艇定位模块的信息;通过交换机与UWB定位服务器相连,由来获取飞艇定位信息。

本实用新型的特点及有益效果:采用超宽带无线通信技术与UWB室内定位传感器相结合及利用网络资源实现室内飞艇定位。提高了定位的精度和实时性。本实用新型使用UWB定位技术获取室内无人机位置数据,并转换为虚拟GPS数据供飞控系统使用的方法,同时为避免单独使用UWB超宽带定位技术因离地面过近时由于阻挡和反射等的原因造成的UWB定位数据误差,采用UWB定位技术和超声波传感器相结合的定位方式,超声波传感器起到补偿UWB定位中高度的误差的作用。具有的优势:超高的定位精度、超快的数据更新速率和良好的抗干扰性。定位精度已经达到厘米级别,带宽达到将近10GHZ,数据更新频率达到了10HZ。

具体表现在:

1.超宽的带宽使得UWB定位技术具有良好的穿透性,临时遮挡不影响定位,只要是在UWB定位系统作用域内都可以使用;

2.输出的位置数据格式,UWB系统输出的数据格式是由人工定义空间内的相对位置坐标,对于室内区域不规则的应用环境具有坐标系设置灵活的优点;

3,相比光跟踪定位和蓝牙定位技术,UWB定位系统设备价格低、组网简单;

4,UWB定位系统的定位精度已经达到厘米级别,定位精度高,可靠性好。

附图说明:

图1本实用新型的结构示意图

图2是图1中UWB室内定位传感器的工作原理图

具体实施方式:

参看图1、图2,用于室内飞艇的定位系统,该系统主要由UWB室内定位传感器,定位系统通信链路、UWB定位服务器、网络交换机及网络连接部分组成,所述UWB定位传感器是将至少四个传感器通过以太网连接到网络交换机上,将其中的一个指定为主传感器,其它为从传感器,每个从传感器的时间同步线通过屏蔽以太网线连接到主传感器上;每个所述UWB室内定位传感器,安装在飞艇飞行的有效室内空间里,对载有定位标签的飞艇进行定位;由地面站模块接收来自飞艇定位模块的信息;通过交换机与UWB服务器相连,来获取飞艇定位信息。

所述UWB室内定位传感器包含一个天线阵列和UWB信号接收器。

每个所述UWB室内定位传感器位于室内有效空间的最高点,其工作面正中央朝向监控地面的中心位置。

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