[发明专利]基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航系统及方法

权利要求书

1.基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航系统，其特征在于：包括至少一个智能无人系统和至少一个移动通信基站，

所述移动通信基站面向所有用户发送信号，所述信号包括但不限于毫米波信号；

所述智能无人系统设于无人设备中，至少包括惯导定位系统；智能无人系统实时接收来自移动通信基站的毫米波信号，解码信号帧头中基站身份信息和位置信息的同时，根据信号的出射角、到达角和到达时延，估计出智能无人系统与基站间的相对位置，依据此位置，对自身惯导定位系统的累积误差进行校正，并且根据惯导定位和毫米波定位，确定自身位置，实现自主导航。

2.如权利要求1所述基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航系统，其特征在于：所述智能无人系统包括无人设备、动力系统、毫米波感知系统和惯导系统，

所述动力系统用于为智能无人系统提供动力支持，包括电机、电池、功放模块及移动控制模块，所述无人设备与电机相连接，电池分别与电机和功放模块相连接，功放模块与移动控制模块相连接；

所述毫米波感知系统用于接收和处理移动通信基站的毫米波信号，并反馈导航校正，包括毫米波信号接收模块、毫米波信号处理模块及导航校正模块，所述毫米波信号处理模块分别与毫米波信号接收模块和导航校正模块相连接；

所述惯导定位系统包括惯导导航模块、惯导信息处理模块及惯导定位模块，所述惯导信息处理模块分别与惯导导航模块和惯导定位模块相连接，惯导导航模块还分别与移动控制模块和导航校正模块相连接。

3.如权利要求2所述基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航系统，其特征在于：所述无人设备包括但不限于无人机、无人车或智能机器人。

4.如权利要求2或3所述基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航系统，其特征在于：所述移动通信基站由射频通信发射天线、通信信号处理系统及射频通信接收天线组成，所述通信信号处理系统分别与射频通信发射天线和射频通信接收天线相连接，通信信号处理系统还连接到网关。

5.如权利要求4所述基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航系统，其特征在于：还包括传感器，所述智能无人系统接收传感器广播中的信息，根据传感器的身份信息、位置信息、射频信号的方向和时延，估测自身位置信息。

6.如权利要求5所述基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航系统，其特征在于：对惯导定位系统中的累积误差设定阙值，当到达阙值时，智能无人系统停止运行，所述累积误差与时间呈正相关。

7.使用如权利要求1所述系统的基于毫米波通感一体化无人设备的自主导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：智能无人系统从初始点出发，获取初始点坐标，惯导定位系统通过监测和计算智能无人系统在移动中的行进方向、速率和姿态信息，与初始点位置相比对，指导智能无人系统的定位和导航；

S2：智能无人系统行进过程中，收集移动通信基站在自由空间中发出的毫米波信号，并对信号进行解码，获取毫米波信号帧头中的基站身份信息和位置信息；

S3：智能无人系统对毫米波信号进行联合处理，提取出信道状态信息，利用射频定位算法，从信道状态信息中至少提取出毫米波信号的出射角、到达角和时延信息，从而估计出移动通信基站相对于智能无人系统的相对位置信息；

S4：综合分析惯导定位系统和毫米波感知系统获取到的定位信息，估计出当前智能无人系统的准确位置，然后由毫米波感知系统中的导航校正模块，对智能无人系统的惯导导航模块进行误差校正；

S5：根据惯导定位和毫米波定位，确定自身位置，实现自主导航。