无人机控制系统的制作方法

本发明涉及无人机控制领域，特别涉及一种无人机控制系统。

背景技术：

无人机是无人驾驶飞机的简称(unmannedaerialvehicle)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。从某种角度来看，无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务，可以被看做是"空中机器人"。

所谓无人机的飞控，就是无人机的飞行控制系统，主要有陀螺仪(飞行姿态感知)，加速计，地磁感应飞控，气压传感器(悬停高度粗略控制)，超声波传感器(低空高度精确控制或避障)，光流传感器(悬停水平位置精确确定)，gps模块(水平位置高度粗略定位)以及控制电路组成。主要的功能就是自动保持飞机的正常飞行姿态。无人机飞控是指能够稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行的控制系统，是无人机的大脑。

然而，传统无人机控制系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统无人机控制系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少防止信号干扰的功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的无人机控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无人机控制系统，包括安装在无人机本体内的主控制器、存储器、姿态航向系统、超声波测距模块、拍摄控制系统、超声波传感器、gps定位模块、机载遥感设备、电子调速器、气压高度传感器和电源模块，所述主控制器分别与所述存储器、姿态航向系统、超声波测距模块、拍摄控制系统、超声波传感器、gps定位模块、机载遥感设备、电子调速器、气压高度传感器和电源模块连接，所述存储器存储有禁飞区域信息，所述姿态航向系统直接经过指令调用程序与所述存储器连接，所述超声波测距模块直接经过指令调用程序与所述姿态航向系统连接，所述主控制器还通过所述拍摄控制系统连接拍摄设备，所述主控制器经过数字微波传输与地面站的信息处理系统进行无线通讯连接；

所述电源模块包括第一电阻、整流桥、第一电容、第一电感、第二电容、第二三极管、第五电容、第一三极管、第三电容、第三三极管、第二电阻、稳压芯片、第四电容和电压输出端，所述第一电阻的一端连接220v交流电的一端，所述第一电阻的另一端与所述整流桥的一个输入端连接，所述整流桥的另一个输入端与所述220v交流电的另一端连接，所述整流桥的一个输出端分别与所述第一电感的一端和第一电容的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第二电容的一端、第二三极管的发射极、第五电容的一端和第一三极管的发射极连接，所述第二三极管的基极分别与所述第五电容的另一端和第三电容的一端连接，所述第一三极管的集电极与所述稳压芯片的第一引脚连接，所述整流桥的另一个输出端、第一电容的另一端、第二电容的另一端、第三电容的另一端和稳压芯片的第二引脚均接地，所述第一三极管的基极与所述第三三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极分别与所述第三三极管的基极和第二电阻的一端连接，所述第三三极管的发射极分别与所述第二电阻的另一端、稳压芯片的第三引脚、第四电容的一端和电压输出端的一端连接，所述第四电容的另一端和电压输出端的另一端均接地，所述第五电容的电容值为520pf。

在本发明所述的无人机控制系统中，所述电源模块还包括第六电容，所述第六电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第六电容的另一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第六电容的电容值为350pf。

在本发明所述的无人机控制系统中，所述电源模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电感的另一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二三极管的发射极连接，所述第一二极管的型号为l-2733。

在本发明所述的无人机控制系统中，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端分别与所述稳压芯片的第三引脚、第四电容的一端和电压输出端的一端连接，所述第三电阻的阻值为37kω。

在本发明所述的无人机控制系统中，所述第一三极管为npn型三极管。

在本发明所述的无人机控制系统中，所述第二三极管为pnp型三极管。

在本发明所述的无人机控制系统中，所述第三三极管为npn型三极管。

实施本发明的无人机控制系统，具有以下有益效果：由于设有安装在无人机本体内的主控制器、存储器、姿态航向系统、超声波测距模块、拍摄控制系统、超声波传感器、gps定位模块、机载遥感设备、电子调速器、气压高度传感器和电源模块，电源模块包括第一电阻、整流桥、第一电容、第一电感、第二电容、第二三极管、第五电容、第一三极管、第三电容、第三三极管、第二电阻、稳压芯片、第四电容和电压输出端，该电源模块与传统无人机控制系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第五电容用于防止第一三极管与第二三极管之间的干扰，因此本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无人机控制系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明无人机控制系统实施例中，该无人机控制系统的结构示意图如图1所示。图1中，该无人机控制系统包括安装在无人机本体内的主控制器1、存储器2、姿态航向系统3、超声波测距模块4、拍摄控制系统5、超声波传感器6、gps定位模块7、机载遥感设备8、电子调速器9、气压高度传感器10和电源模块11，其中，主控制器1分别与存储器2、姿态航向系统3、超声波测距模块4、拍摄控制系统5、超声波传感器6、gps定位模块7、机载遥感设备8、电子调速器9、气压高度传感器10和电源模块11连接。

气压高度传感器10与gps定位模块7经过比对后与主控制器1连接，存储器2存储有禁飞区域信息，姿态航向系统3直接经过指令调用程序与存储器2连接，通过存储器2可以根据无人机的位置信息判断无人机是否进入禁飞区域，如果出无人机进入禁飞区域，则控制无人机直接降落，此过程中先对禁飞区域进行判断，直接调用程序不需要再经过主控制器1复杂运算的控制，提高了处理速度，超声波测距模块4直接经过指令调用程序与姿态航向系统3连接，通过超声波测距模块4可以对四周障碍物之间的距离进行检测，当有障碍物时使其绕开障碍物飞行，此过程中同样先对障碍物进行判断，直接调用程序不需要再经过主控制器1复杂运算的控制，提高了处理速度，主控制器1还通过拍摄控制系统连接拍摄设备，主控制器1经过数字微波传输与地面站的信息处理系统进行无线通讯连接。

机载遥感设备8包括ccd数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪，姿态航向系统3包括三轴陀螺仪、三轴加速度计以及三轴磁罗盘，其中，可以在主控制器1内设置有与指令调用程序直接连接的距离阈值，使用时，先通过超声波测距模块4检测无人机距离障碍物之间的距离，当超声波测距模块4检测到无人机飞行距离小于设定的距离阀值时，即可通过主控制器1控制改变飞行姿态，绕开障碍物，当无人机飞行速度过快通过设定的距离阀值来不及避开障碍物时，则通过调用程序指令直接绕开障碍物，进一步提高了无人机飞行的可靠性。

图2为实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块11包括第一电阻r1、整流桥z、第一电容c1、第一电感l1、第二电容c2、第二三极管q2、第五电容c5、第一三极管q1、第三电容c3、第三三极管q3、第二电阻r2、稳压芯片u1、第四电容c4和电压输出端vo，其中，第一电阻r1的一端连接220v交流电的一端，第一电阻r1的另一端与整流桥z的一个输入端连接，整流桥z的另一个输入端与220v交流电的另一端连接，整流桥z的一个输出端分别与第一电感l1的一端和第一电容c1的一端连接，第一电感l1的另一端分别与第二电容c2的一端、第二三极管q2的发射极、第五电容c5的一端和第一三极管q1的发射极连接，第二三极管q2的基极分别与第五电容c5的另一端和第三电容c3的一端连接，第一三极管q1的集电极与稳压芯片u1的第一引脚连接，整流桥z的另一个输出端、第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端、第三电容c3的另一端和稳压芯片u1的第二引脚均接地，第一三极管q1的基极与第三三极管q3的集电极连接，第二三极管q2的集电极分别与第三三极管q3的基极和第二电阻r2的一端连接，第三三极管q3的发射极分别与第二电阻r2的另一端、稳压芯片u1的第三引脚、第四电容c4的一端和电压输出端vo的一端连接，第四电容c4的另一端和电压输出端vo的另一端均接地。

该电源模块11与传统无人机控制系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第五电容c5为耦合电容，用于防止第一三极管q1与第二三极管q2之间的干扰，因此本电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第五电容c5的电容值为520pf，当然，在实际应用中，第五电容c5的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电容c5的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，第一三极管q1为npn型三极管，第二三极管q2为pnp型三极管，第三三极管q3为npn型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管q1和第三三极管q3也可以均为pnp型三极管，第二三极管q2也可以为npn型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块11还包括第六电容c6，第六电容c6的一端与第一三极管q1的基极连接，第六电容c6的另一端与第三三极管q3的集电极连接。第六电容c6为耦合电容，用于防止第一三极管q1与第三三极管q3之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第六电容c6的电容值为350pf，当然，在实际应用中，第六电容c6的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第六电容c6的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块11还包括第一二极管d1，第一二极管d1的阳极与第一电感l1的另一端连接，第一二极管d1的阴极与第二三极管q2的发射极连接。第一二极管d1为限流二极管，用于对第二三极管q2的发射极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一二极管d1的型号为l-2733，当然，在实际应用中，第一二极管d1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块11还包括第三电阻r3，第三电阻r3的一端与第三三极管q3的发射极连接，第三电阻r3的另一端分别与稳压芯片u1的第三引脚、第四电容c4的一端和电压输出端vo的一端连接。第三电阻r3为限流电阻，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第三电阻r3的阻值为37kω，当然，在实际应用中，第三电阻r3的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该电源模块11与传统无人机控制系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第五电容c5为耦合电容，用于防止第一三极管q1与第二三极管q2之间的干扰，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。