測繪多旋翼無人機飛行控制系統的製作方法

2023-04-26 10:57:06

測繪多旋翼無人機飛行控制系統的製作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無人機飛行控制技術領域，具體涉及測繪多旋翼無人機飛行控制系統。
【背景技術】
[0002]近年來，無人機測繪系統成為世界各國競相研究的熱點課題。隨著計算機技術、通訊技術的發展，無人機的性能也水漲船高，應用範圍和應用領域迅速拓展。
[0003]傳統的航空航天攝影測量技術已經非常成熟，但衛星遙感和常規航攝技術由於周期長、費用高，無法及時有效地滿足應急測繪、小面積高解析度地理信息數據更新的需求。
[0004]無人飛機航攝系統是傳統航空攝影測量手段的有力補充，具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業成本低、適用範圍廣等特點，在小區域和飛行困難地區高解析度影像快速獲取方面具有明顯優勢，易於移動轉場，對複雜的野外測繪環境有很好的適應力，不僅可以完成傳統飛機的航攝任務，而且可以進入傳統手段無法覆蓋到的領域。它機身小巧、結構簡單，由人工遙控器送飛，地面工作站操控自主飛行拍攝，可靈活應對整個航攝工作，正逐漸成為航空攝影測量系統的有益補充，是空間數據獲得的重要工具之一。
[0005]無人機種類繁多，多旋翼無人機飛行器具有懸停、特技的特點，廣泛應用於定點監控、高壓線路監察、影視航拍、廣告航拍攝影、武警消防空中監測等領域，起降場地無限制，飛控系統性價比高，響應快捷，可靠性強。
[0006]飛行控制系統是多旋翼無人機的大腦，所有計算和控制需要它來完成，無疑飛行控制系統是多旋翼的大腦與核心，也是無人機技術的研究核心。
[0007]目前，能實現多旋翼無人機自動測繪的飛行控制系統種類較少，且存在自動化功能不完善的問題。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的就是為了解決上述技術問題，而提供測繪多旋翼無人機飛行控制系統。
[0009]本實用新型包括飛行主控板、慣性測量單元和無線數據傳輸單元，所述飛行主控板上設有主控微型處理器、外置傳感器接口、主控板CAN接口和電機控制接口，所述慣性測量單元包括慣性測量處理器、三軸陀螺儀傳感器、三軸加速度傳感器、氣壓傳感器和慣性測量單元CAN接口，所述慣性測量處理器、三軸陀螺儀傳感器、三軸加速度傳感器和氣壓傳感器分別通過輸入模塊與慣性測量處理器通訊相連，所述慣性測量處理器通過慣性測量單元CAN接口和主控板CAN接口與主控微型處理器通訊相連，所述飛行主控板的主控微型處理器通過無線數據傳輸單元與地面飛控站無線通訊相連。
[0010]所述主控微型處理器和慣性測量處理器為單片機。
[0011]還有外置傳感器模塊，所述外置傳感器模塊由GPS模塊和三軸電子羅盤，所述GPS模塊和三軸電子羅盤通過外置傳感器接口與主控微型處理器通訊相連。
[0012]所述主控微型處理器通過電機控制接口控制無人機電機的動作。
[0013]本實用新型具有以下優點:
[0014]本飛行控制系統利用慣性測量單元及GPS等傳感器，實現無人機的閉環迴路控制，達到自動懸停飛行的效果。接收地面站的遙測信息，進行航線飛行及自動拍照，飛控系統性價比高，響應快捷，可靠性強。
【附圖說明】

[0015]圖1是本實用新型原理示意圖。
[0016]圖中:1、飛行主控板；1-1、主控微型處理器；1-2、外置傳感器接口；1-3、主控板CAN接口； 1-4、電機控制接口；2、慣性測量處理器;2-1、慣性測量單元CAN接口 ；3、三軸陀螺儀傳感器;4、三軸加速度傳感器;5、氣壓傳感器;6、無線數據傳輸單元;7、GPS模塊;8、三軸電子羅盤。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型包括飛行主控板1、慣性測量單元和無線數據傳輸單元6，所述飛行主控板I上設有主控微型處理器1-1、外置傳感器接口 1-2、主控板CAN接口 1-3和電機控制接口 1-4，所述慣性測量單元包括慣性測量處理器2、三軸陀螺儀傳感器3、三軸加速度傳感器4、氣壓傳感器5和慣性測量單元CAN接口 2-1，所述慣性測量處理器2、三軸陀螺儀傳感器3、三軸加速度傳感器4和氣壓傳感器5分別通過輸入模塊與慣性測量處理器2通訊相連，所述慣性測量處理器2通過慣性測量單元CAN接口 2-1和主控板CAN接口 1-3與主控微型處理器1-1通訊相連，所述飛行主控板I的主控微型處理器1-1通過無線數據傳輸單元6與地面飛控站無線通訊相連。
[0019]所述主控微型處理器1-1和慣性測量處理器2為意法半導體公司的STM32單片機。
[0020]還有外置傳感器模塊，所述外置傳感器模塊由GPS模塊7和三軸電子羅盤8，所述GPS模塊7和三軸電子羅盤8通過外置傳感器接口 1-2與主控微型處理器1-1通訊相連。
[0021]所述主控微型處理器1-1通過電機控制接口1-4控制無人機電機的動作。
[0022]工作方式及原理:慣性測量單元通過讀取傳感器數據並通過慣性測量處理器處理計算得出飛行器姿態與高度，並將數據通過慣性測量單元CAN接口發送給飛行主控板的主控微型處理器，主控微型處理器得到姿態與高度信息，再通過外部傳感器的GPS模塊和三軸電子羅盤得到位置信息，相結合處理後得出控制電機的指令，以保證無人機的穩定懸停飛行。同時通過無線數據傳輸單元接收地面站指令，結合飛行器的位置信息進行航線規劃飛行，並在所設置節點進行拍照。
[0023]以上實施方式僅用於說明本實用新型，而並非對本實用新型的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本實用新型的範疇，本實用新型的專利保護範圍應由權利要求限定。
【主權項】
1.測繪多旋翼無人機飛行控制系統，其特徵在於它包括飛行主控板(I)、慣性測量單元和無線數據傳輸單元(6)，所述飛行主控板(I)上設有主控微型處理器(1-1)、外置傳感器接口(1-2)、主控板CAN接口(1-3)和電機控制接口(1-4)，所述慣性測量單元包括慣性測量處理器(2)、三軸陀螺儀傳感器(3)、三軸加速度傳感器(4)、氣壓傳感器(5)和慣性測量單元CAN接口(2-1)，所述慣性測量處理器(2)、三軸陀螺儀傳感器(3)、三軸加速度傳感器(4)和氣壓傳感器(5)分別通過輸入模塊與慣性測量處理器(2)通訊相連，所述慣性測量處理器(2)通過慣性測量單元CAN接口(2-1)和主控板CAN接口(1-3)與主控微型處理器(1-1)通訊相連，所述飛行主控板(I)的主控微型處理器(1-1)通過無線數據傳輸單元(6)與地面飛控站無線通訊相連。2.根據權利要求1所述的測繪多旋翼無人機飛行控制系統，其特徵在於所述主控微型處理器(1-1)和慣性測量處理器(2)為單片機。3.根據權利要求1所述的測繪多旋翼無人機飛行控制系統，其特徵在於還有外置傳感器模塊，所述外置傳感器模塊由GPS模塊(7)和三軸電子羅盤(8)，所述GPS模塊(7)和三軸電子羅盤(8)通過外置傳感器接口( 1-2)與主控微型處理器(1-1)通訊相連。4.根據權利要求1所述的測繪多旋翼無人機飛行控制系統，其特徵在於所述主控微型處理器(1-1)通過電機控制接口( 1- 4 )控制無人機電機的動作。
【專利摘要】測繪多旋翼無人機飛行控制系統，涉及無人機飛行控制技術領域，它包括飛行主控板（1）、慣性測量單元和無線數據傳輸單元（6），所述飛行主控板（1）上設有主控微型處理器（1?1）、外置傳感器接口（1?2）、主控板CAN接口（1?3）和電機控制接口（1?4），所述慣性測量單元包括慣性測量處理器（2）、三軸陀螺儀傳感器（3）、三軸加速度傳感器（4）、氣壓傳感器（5）和慣性測量單元CAN接口（2?1）；本飛行控制系統利用慣性測量單元及GPS等傳感器，實現無人機的閉環迴路控制，達到自動懸停飛行的效果。接收地面站的遙測信息，進行航線飛行及自動拍照，飛控系統性價比高，響應快捷，可靠性強。
【IPC分類】G05D1/10, G05D1/08
【公開號】CN205384514
【申請號】CN201620176454
【發明人】王偉韻
【申請人】王偉韻
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月8日