一種八軸無人機的機載飛行控制裝置的製作方法

2023-05-02 19:45:57

本實用新型涉及無人機領域，尤其涉及一種八軸無人機的機載飛行控制裝置。

背景技術：

目前國內市場上流行的無人機視頻傳輸距離短，視頻及數據傳輸存在較長延遲，同時控制信號容易受障礙物幹擾，影響操作體驗且易失控墜毀，嚴重影響了操作人員對超遠距離的無人機的控制。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種八軸無人機的機載飛行控制裝置，具體在於提供一種通過4G通信模塊實現利用移動網際網路對無人機進行遠程操控的機載飛行控制裝置。

為達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案：一種八軸無人機的機載飛行控制裝置，包括電源供電模塊、機體飛行控制模塊、空中信號數據傳輸模塊，電源供電模塊、機體飛行控制模塊、空中信號數據傳輸模塊設置在無人機機體內部，空中信號數據傳輸模塊包括4G通信模塊、第一藍牙傳輸模塊，機體飛行控制模塊包括主控制器、第二藍牙傳輸模塊，4G通信模塊通過移動網際網路與地面控制基站無線連接並實現無人機與地面控制基站的信息交流傳輸，第一藍牙傳輸模塊與第二藍牙傳輸模塊通過藍牙協議無線連接，第一藍牙傳輸模塊通過數據線電連接4G通信模塊，第二藍牙傳輸模塊的USB接口通過PCI擴展連接主控制器，電源供電模塊的輸出端分別電連接機體飛行控制模塊與空中信號數據傳輸模塊的供電埠。

第一藍牙傳輸模塊將4G通信模塊接收的信息（地面控制基站發送的控制指令）通過第二藍牙傳輸模塊傳送給主控制器，第二藍牙傳輸模塊將主控制器的反饋信息通過第一藍牙傳輸模塊傳輸至4G通信模塊並發送地面控制基站，反饋信息包括傳感器採集記錄的數據、GPS位置信息、無人機電池剩餘電量、航拍拍攝的視頻、照片等信息，其中航拍拍攝的視頻通過一根架設在雲臺與機體之間的中空連接杆內部的數據線傳輸，數據線的一端電連接主控制器的視頻傳輸埠且另一端電連接架設在雲臺上的攝像機。

進一步的，上述機體飛行控制模塊包括傳感器數據採集模塊、GPS定位模塊、電機驅動模塊，傳感器數據採集模塊的信號輸出端電連接主控制器的傳感器信號輸入端，GPS定位模塊的信息輸出端電連接主控制器的GPS信號輸入端，主控制器控制信號輸出端電連接電機驅動模塊控制信號輸入端。

主控制器接收傳感器數據採集模塊記錄的數據信息與GPS定位模塊的位置信息並通過4G通信模塊傳輸給地面控制基站後，主控制器根據4G通信模塊接收的地面控制基站的控制信息控制電機驅動模塊，電機驅動模塊的處理器接收到主控制器發送的控制信息後調控電子調速器改變無刷電機的功率以此改變無人機的飛行狀態。

進一步的，上述傳感器數據採集模塊包括三軸陀螺儀、三軸加速傳感器、氣壓高度計、超聲波傳感器、雷射傳感器、數字電子羅盤裝置，數字電子羅盤裝置由三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器組成，三軸加速傳感器與三軸陀螺儀測量無人機的航向，氣壓高度計測量無人機飛行高度，超聲波傳感器測量無人機在低空或室內時的高度，雷射傳感器安裝在無人機外側前後左右下方個方向上並檢測無人機周圍有無障礙物存在，三維磁阻傳感器測量地磁方向信息，雙軸傾角傳感器在無人機處於非水平狀態時對三維磁阻傳感器進行數據補償。

為了記錄無人機飛行環境的溫度信息與溼度信息並在周圍環境不適合無人機飛行時（環境溫度過高或環境溫度過低或環境溼度過高可能損壞無人機）時向地面控制基站發出警報信息，傳感器數據採集模塊包括溫度傳感器與溼度傳感器，主控制器接收溫度傳感器與溼度傳感器發送的溫度信息與溼度信息並判斷周圍環境是否適合飛行，當主控制器判斷當前環境溫度或溼度不適合無人機飛行時通過4G通信模塊向地面控制基站發送警報信息。

為了方便其他無人機的操作人員容易辨明本機飛行方向，飛機體行控制模塊包括有航行LED燈控制模塊，主控制器的航行LED燈信號輸出端電連接航行LED燈控制模塊的輸入端，主控制器根據電機驅動模塊的反饋信息控制航行LED燈控制模塊控制航行LED燈的光照顏色與閃爍頻率。

為了防止無人機在飛行過程中出現故障而發生墜機事故，機體飛行控制模塊包括有降落傘控制模塊，主控制器的降落傘信號輸出端電連接降落傘控制模塊的輸入端，主控制器根據GPS定位模塊、三軸陀螺儀、三軸加速傳感器、氣壓高度計、超聲波傳感器的反饋信息判斷無人機在非正常操作下下降一定高度後，主控制器控制降落傘控制模塊打開降落傘。

本實用新型的優點在於：通過4G通信模塊實現操作人員利用移動網際網路對無人機進行超遠程操控並將無人機採集的傳感器信息、拍攝的視頻與照片信息傳回地面控制基站，通過航行LED燈控制模塊、降落傘控制模塊提高無人機的安全可靠性。

附圖說明

附圖1為實施例1的一種八軸無人機的機載飛行控制裝置的立體圖；

附圖2為實施例1的一種八軸無人機的機載飛行控制裝置的原理圖；

附圖3為實施例1的一種八軸無人機的機載飛行控制裝置的傳感器數據採集模塊的原理圖。

具體實施方式

實施例1：參照圖1-3，一種八軸無人機的機載飛行控制裝置，包括電源供電模塊1、機體飛行控制模塊2、空中信號數據傳輸模塊3，電源供電模塊1、機體飛行控制模塊2、空中信號數據傳輸模塊3設置在無人機機體內部，空中信號數據傳輸模塊3包括4G通信模塊31、第一藍牙傳輸模塊32，機體飛行控制模塊2包括主控制器21、第二藍牙傳輸模塊22，4G通信模塊3通過移動網際網路與地面控制基站無線連接並實現無人機與地面控制基站的信息交流傳輸，第一藍牙傳輸模塊32與第二藍牙傳輸模塊22通過藍牙協議無線連接，第一藍牙傳輸模塊32通過數據線電連接4G通信模塊31，第二藍牙傳輸模塊22的USB接口通過PCI擴展連接主控制器21，電源供電模塊1的輸出端分別電連接機體飛行控制模塊2與空中信號數據傳輸模塊3的供電埠。

第一藍牙傳輸模塊32將4G通信模塊31接收的信息（地面控制基站發送的控制指令）通過第二藍牙傳輸模塊22傳送給主控制器21，第二藍牙傳輸模塊22將主控制器21的反饋信息通過第一藍牙傳輸模塊32傳輸至4G通信模塊31並發送地面控制基站，反饋信息包括傳感器採集記錄的數據、GPS位置信息、無人機電池剩餘電量、航拍拍攝的視頻等信息，其中航拍拍攝的視頻通過一根架設在雲臺與機體之間的中空連接杆內部的數據線傳輸，數據線的一端電連接主控制器21的視頻傳輸埠且另一端電連接架設在雲臺上的攝像機，攝像機拍攝的音頻數據通過數據線傳輸給主控制器21。

進一步的，上述機體飛行控制模塊2包括傳感器數據採集模塊23、GPS定位模塊24、電機驅動模塊25，傳感器數據採集模塊23的信號輸出端電連接主控制器21的傳感器信號輸入端，GPS定位模塊24的信息輸出端電連接主控制器21的GPS信號輸入端，主控制器21控制信號輸出端電連接電機驅動模塊25控制信號輸入端。

主控制器21接收傳感器數據採集模塊23記錄的數據信息與GPS定位模塊24的位置信息並通過4G通信模塊31傳輸給地面控制基站後，主控制器21根據4G通信模塊31接收的地面控制基站的控制信息控制電機驅動模塊25，電機驅動模塊25的處理器接收到主控制器21發送的控制信息後調控電子調速器改變無刷電機的功率以此改變無人機的飛行狀態。

進一步的，上述傳感器數據採集模塊23包括三軸陀螺儀231、三軸加速傳感器232、氣壓高度計233、超聲波傳感器234、雷射傳感器235、數字電子羅盤裝置236，數字電子羅盤裝置236由三維磁阻傳感器2361、雙軸傾角傳感器2362組成，三軸加速傳感器232與三軸陀螺儀231測量無人機的航向，氣壓高度計233測量無人機飛行高度，超聲波傳感器234測量無人機在低空或室內時的高度，雷射傳感器235安裝在無人機外側前後左右下方五個方向上並檢測無人機周圍有無障礙物存在，三維磁阻傳感器2361測量地磁方向信息，雙軸傾角傳感器2362在無人機處於非水平狀態時對三維磁阻傳感器2361進行數據補償。

為了記錄無人機飛行環境的溫度信息與溼度信息並在周圍環境不適合無人機飛行時（環境溫度過高或環境溫度過低或環境溼度過高可能損壞無人機）時向地面控制基站發出警報信息，傳感器數據採集模塊23包括溫度傳感器237與溼度傳感器238，主控制器21接收溫度傳感器237與溼度傳感器238發送的溫度信息與溼度信息並判斷周圍環境是否適合飛行，當主控制器21判斷當前環境溫度或溼度不適合無人機飛行時通過4G通信模塊31向地面控制基站發送警報信息。

為了方便其他無人機的操作人員容易辨明本機飛行方向，機體飛行控制模塊2包括有航行LED燈控制模塊26，主控制器21的航行LED燈信號輸出端電連接航行LED燈控制模塊26的輸入端，主控制器21根據電機驅動模塊25的反饋信息控制航行LED燈控制模塊26控制航行LED燈的光照顏色與閃爍頻率。

為了防止無人機在飛行過程中出現故障而發生墜機事故，機體飛行控制模塊2包括有降落傘控制模塊27，主控制器21的降落傘信號輸出端電連接降落傘控制模塊27的輸入端，主控制器21根據GPS定位模塊24、三軸陀螺儀231、三軸加速傳感器232、氣壓高度計233、超聲波傳感器234的反饋信息判斷無人機在非正常操作下下降一定高度後，主控制器控制降落傘控制模塊27打開降落傘。

當然，以上僅為本實用新型較佳實施方式，並非以此限定本實用新型的使用範圍，故，凡是在本實用新型原理上做等效改變均應包含在本實用新型的保護範圍內。