测绘多旋翼无人机飞行控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无人机飞行控制技术领域，具体涉及测绘多旋翼无人机飞行控制系统。
【背景技术】
[0002]近年来，无人机测绘系统成为世界各国竞相研究的热点课题。随着计算机技术、通讯技术的发展，无人机的性能也水涨船高，应用范围和应用领域迅速拓展。
[0003]传统的航空航天摄影测量技术已经非常成熟，但卫星遥感和常规航摄技术由于周期长、费用高，无法及时有效地满足应急测绘、小面积高分辨率地理信息数据更新的需求。
[0004]无人飞机航摄系统是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，易于移动转场，对复杂的野外测绘环境有很好的适应力，不仅可以完成传统飞机的航摄任务，而且可以进入传统手段无法覆盖到的领域。它机身小巧、结构简单，由人工遥控器送飞，地面工作站操控自主飞行拍摄，可灵活应对整个航摄工作，正逐渐成为航空摄影测量系统的有益补充，是空间数据获得的重要工具之一。
[0005]无人机种类繁多，多旋翼无人机飞行器具有悬停、特技的特点，广泛应用于定点监控、高压线路监察、影视航拍、广告航拍摄影、武警消防空中监测等领域，起降场地无限制，飞控系统性价比高，响应快捷，可靠性强。
[0006]飞行控制系统是多旋翼无人机的大脑，所有计算和控制需要它来完成，无疑飞行控制系统是多旋翼的大脑与核心，也是无人机技术的研究核心。
[0007]目前，能实现多旋翼无人机自动测绘的飞行控制系统种类较少，且存在自动化功能不完善的问题。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的就是为了解决上述技术问题，而提供测绘多旋翼无人机飞行控制系统。
[0009]本实用新型包括飞行主控板、惯性测量单元和无线数据传输单元，所述飞行主控板上设有主控微型处理器、外置传感器接口、主控板CAN接口和电机控制接口，所述惯性测量单元包括惯性测量处理器、三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器、气压传感器和惯性测量单元CAN接口，所述惯性测量处理器、三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和气压传感器分别通过输入模块与惯性测量处理器通讯相连，所述惯性测量处理器通过惯性测量单元CAN接口和主控板CAN接口与主控微型处理器通讯相连，所述飞行主控板的主控微型处理器通过无线数据传输单元与地面飞控站无线通讯相连。
[0010]所述主控微型处理器和惯性测量处理器为单片机。
[0011]还有外置传感器模块，所述外置传感器模块由GPS模块和三轴电子罗盘，所述GPS模块和三轴电子罗盘通过外置传感器接口与主控微型处理器通讯相连。
[0012]所述主控微型处理器通过电机控制接口控制无人机电机的动作。
[0013]本实用新型具有以下优点:
[0014]本飞行控制系统利用惯性测量单元及GPS等传感器，实现无人机的闭环回路控制，达到自动悬停飞行的效果。接收地面站的遥测信息，进行航线飞行及自动拍照，飞控系统性价比高，响应快捷，可靠性强。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型原理示意图。
[0016]图中:1、飞行主控板；1-1、主控微型处理器；1-2、外置传感器接口；1-3、主控板CAN接口； 1-4、电机控制接口；2、惯性测量处理器;2-1、惯性测量单元CAN接口 ；3、三轴陀螺仪传感器;4、三轴加速度传感器;5、气压传感器;6、无线数据传输单元;7、GPS模块;8、三轴电子罗盘。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0018]如图1所示，本实用新型包括飞行主控板1、惯性测量单元和无线数据传输单元6，所述飞行主控板I上设有主控微型处理器1-1、外置传感器接口 1-2、主控板CAN接口 1-3和电机控制接口 1-4，所述惯性测量单元包括惯性测量处理器2、三轴陀螺仪传感器3、三轴加速度传感器4、气压传感器5和惯性测量单元CAN接口 2-1，所述惯性测量处理器2、三轴陀螺仪传感器3、三轴加速度传感器4和气压传感器5分别通过输入模块与惯性测量处理器2通讯相连，所述惯性测量处理器2通过惯性测量单元CAN接口 2-1和主控板CAN接口 1-3与主控微型处理器1-1通讯相连，所述飞行主控板I的主控微型处理器1-1通过无线数据传输单元6与地面飞控站无线通讯相连。
[0019]所述主控微型处理器1-1和惯性测量处理器2为意法半导体公司的STM32单片机。
[0020]还有外置传感器模块，所述外置传感器模块由GPS模块7和三轴电子罗盘8，所述GPS模块7和三轴电子罗盘8通过外置传感器接口 1-2与主控微型处理器1-1通讯相连。
[0021]所述主控微型处理器1-1通过电机控制接口1-4控制无人机电机的动作。
[0022]工作方式及原理:惯性测量单元通过读取传感器数据并通过惯性测量处理器处理计算得出飞行器姿态与高度，并将数据通过惯性测量单元CAN接口发送给飞行主控板的主控微型处理器，主控微型处理器得到姿态与高度信息，再通过外部传感器的GPS模块和三轴电子罗盘得到位置信息，相结合处理后得出控制电机的指令，以保证无人机的稳定悬停飞行。同时通过无线数据传输单元接收地面站指令，结合飞行器的位置信息进行航线规划飞行，并在所设置节点进行拍照。
[0023]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.测绘多旋翼无人机飞行控制系统，其特征在于它包括飞行主控板(I)、惯性测量单元和无线数据传输单元(6)，所述飞行主控板(I)上设有主控微型处理器(1-1)、外置传感器接口(1-2)、主控板CAN接口(1-3)和电机控制接口(1-4)，所述惯性测量单元包括惯性测量处理器(2)、三轴陀螺仪传感器(3)、三轴加速度传感器(4)、气压传感器(5)和惯性测量单元CAN接口(2-1)，所述惯性测量处理器(2)、三轴陀螺仪传感器(3)、三轴加速度传感器(4)和气压传感器(5)分别通过输入模块与惯性测量处理器(2)通讯相连，所述惯性测量处理器(2)通过惯性测量单元CAN接口(2-1)和主控板CAN接口(1-3)与主控微型处理器(1-1)通讯相连，所述飞行主控板(I)的主控微型处理器(1-1)通过无线数据传输单元(6)与地面飞控站无线通讯相连。2.根据权利要求1所述的测绘多旋翼无人机飞行控制系统，其特征在于所述主控微型处理器(1-1)和惯性测量处理器(2)为单片机。3.根据权利要求1所述的测绘多旋翼无人机飞行控制系统，其特征在于还有外置传感器模块，所述外置传感器模块由GPS模块(7)和三轴电子罗盘(8)，所述GPS模块(7)和三轴电子罗盘(8)通过外置传感器接口( 1-2)与主控微型处理器(1-1)通讯相连。4.根据权利要求1所述的测绘多旋翼无人机飞行控制系统，其特征在于所述主控微型处理器(1-1)通过电机控制接口( 1- 4 )控制无人机电机的动作。
【专利摘要】测绘多旋翼无人机飞行控制系统，涉及无人机飞行控制技术领域，它包括飞行主控板（1）、惯性测量单元和无线数据传输单元（6），所述飞行主控板（1）上设有主控微型处理器（1?1）、外置传感器接口（1?2）、主控板CAN接口（1?3）和电机控制接口（1?4），所述惯性测量单元包括惯性测量处理器（2）、三轴陀螺仪传感器（3）、三轴加速度传感器（4）、气压传感器（5）和惯性测量单元CAN接口（2?1）；本飞行控制系统利用惯性测量单元及GPS等传感器，实现无人机的闭环回路控制，达到自动悬停飞行的效果。接收地面站的遥测信息，进行航线飞行及自动拍照，飞控系统性价比高，响应快捷，可靠性强。
【IPC分类】G05D1/10, G05D1/08
【公开号】CN205384514
【申请号】CN201620176454
【发明人】王伟韵
【申请人】王伟韵
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年3月8日