基于多源信息融合的四旋翼无人机的制作方法

文档序号:19417283发布日期:2019-12-14 01:03阅读:212来源:国知局
基于多源信息融合的四旋翼无人机的制作方法

本发明涉及一种四旋翼无人机,尤其涉及一种基于多源信息融合的四旋翼无人机,具体来说是涉及一种微型的可实现高精度空间定位的基于多源信息融合的四旋翼无人机。



背景技术:

目前,市场上四旋翼无人机大部分采用的是gps定位,操作人员通过遥控器手动调节控制四旋翼无人机的空间位置,在无风的环境中空间位置保持良好。当四旋翼无人机在有风的环境中飞行时,会受到风的干扰,导致四旋翼无人机偏离原来的空间位置。当风速较大时,四旋翼无人机可能偏离原定的位置更大,甚至无法实现定点悬停。

当四旋翼无人机位于室内、隧道以及高楼大厦林立的城市街区时,接收不到有效的gps信号,导致四旋翼无人机空间定位不准,四旋翼无人机无法实现定点悬停,或者悬停时空间位置误差较大。另外,采用gps定位的方式,空间定位的精度在米级,在复杂的建筑环境或者室内环境中,米级的定位精度是不够的,需要厘米级的定位精度以保障四旋翼无人机在狭小的空间以高精度的轨迹飞行。



技术实现要素:

本发明解决的技术问题是,克服现有技术的缺陷,提供一种采用由gps模块电路、气压传感器模块电路、姿态传感器模块电路、uwb模块电路、单片机模块电路、电子调速器模块电路组合形成的空间定位控制系统实现高精度空间定位的基于多源信息融合的四旋翼无人机。

为了解决上述技术问题,本发明通过下述技术方案得以解决:

基于多源信息融合的四旋翼无人机,包括用于采集四旋翼无人机的gps位置信息的gps模块电路、用于采集四旋翼无人机所处环境的气压信息的气压传感器模块电路、用于采集四旋翼无人机的三轴加速度信息、三轴角速度信息和三轴磁场信息的姿态传感器模块电路、用于采集四旋翼无人机的100米范围内厘米级的空间定位信息的uwb模块电路、用于对接收的信息进行信息处理并通过电子调速器模块电路控制无刷直流电机的单片机模块电路、为四旋翼无人机供电的电源模块电路,gps模块电路、气压传感器模块电路、姿态传感器模块电路、uwb模块电路、电源模块电路分别与单片机模块电路连接,单片机模块电路、电子调速器模块电路、无刷直流电机依次电路连接;gps模块电路对四旋翼无人机的gps位置信息进行采集并将采集得到的gps位置信息传输给单片机模块电路,气压传感器模块电路对四旋翼无人机所处环境的气压信息进行采集并将采集得到的气压信息传输给单片机模块电路,姿态传感器模块电路对四旋翼无人机的三轴加速度信息、三轴角速度信息、三轴磁场信息进行采集并将采集得到的三轴加速度信息、三轴角速度信息、三轴磁场信息传输给单片机模块电路,uwb模块电路对四旋翼无人机的100米范围内厘米级的空间定位信息进行采集并将100米范围内厘米级的空间定位信息传输给单片机模块电路,单片机模块电路分别对四旋翼无人机的gps位置信息、气压信息、三轴加速度信息、三轴角速度信息、三轴磁场信息、100米范围内厘米级的空间定位信息进行数据处理获得四旋翼无人机的当前位置信息,单片机模块电路依据四旋翼无人机的当前位置信息、目标位置信息确定四旋翼无人机的飞行轨迹,通过电子调速器模块电路分别控制四个无刷直流电机,从而控制四旋翼无人机飞行到目标位置。其中,气压传感器模块电路对四旋翼无人机所处环境的气压信息进行采集并将采集得到的气压信息传输给单片机模块电路,单片机模块电路对气压信息进行数据处理,得到四旋翼无人机所在位置的海拔高度信息;uwb模块电路和100米范围内的多个锚节点进行通信,通过定位算法得到四旋翼无人机的100米范围内的厘米级空间定位信息,然后将100米范围内的厘米级空间定位信息传输给单片机模块电路,单片机模块电路对厘米级空间定位信息进行数据处理;gps模块电路、气压传感器模块电路、姿态传感器模块电路、uwb模块电路、电源模块电路、单片机模块电路、电子调速器模块电路、无刷直流电机均安装在四旋翼无人机上;通过gps模块获得四旋翼无人机在飞行过程中的基本的经度、纬度和海拔高度信息,通过气压传感器获得四旋翼无人机在飞行过程中的海拔高度信息,通过姿态传感器获得四旋翼无人机在飞行过程中的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁场信息,通过uwb模块获得四旋翼无人机在飞行过程中的100米范围内厘米级的空间定位信息,单片机采用信息融合算法对上述信息进行计算,可获得四旋翼无人机在室内、室外飞行过程中的高精度的空间位置信息;采用由gps模块电路、气压传感器模块电路、姿态传感器模块电路、uwb模块电路、单片机模块电路、电子调速器模块电路组合形成的空间定位控制系统,通过多种空间定位与信息融合的方式,既实现了对四旋翼无人机室外的高精度空间定位,使得即使四旋翼无人机在飞行过程中处于有风等较恶劣的空中环境之中,也能实现四旋翼无人机在空中的定点悬停,又实现了对四旋翼无人机在室内、隧道以及高楼大厦林立的城市街区高精度的定位,并且定位精度可达±0.2米。

作为优选,还包括与单片机模块电路连接的nrf24l01模块电路,四旋翼无人机通过nrf24l01模块电路与控制中心进行无线通信。其中,控制中心设在地面上;nrf24l01模块为安装在四旋翼无人机上的无线通信模块,四旋翼无人机通过nrf24l01模块与地面控制中心建立无线通信连接,实现了地面控制中心能实时监控四旋翼无人机的飞行状态。

作为优选,单片机模块电路包括单片机u1和作为单片机u1的调试接口插座p5,单片机u1的第17引脚、第39引脚、第52引脚、第62引脚、第72引脚、第84引脚、第95引脚、第108引脚、第121引脚、第131引脚、第144引脚分别连接到电源+3.3v,单片机u1的第16引脚、第38引脚、第51引脚、第61引脚、第71引脚、第83引脚、第94引脚、第107引脚、第120引脚、第130引脚、第143引脚分别连接到电源地;单片机u1的第34引脚经电阻r5与发光二极管d3的阴极相连,发光二极管d3的阳极与电源+3.3v相连;单片机u1的第35引脚经电阻r8与发光二极管d4的阴极相连,发光二极管d4的阳极与电源+3.3v相连;单片机u1的第105引脚与调试接口插座p5的第2引脚相连,单片机u1的第109引脚与调试接口插座p5的第3引脚相连,调试接口插座p5的第1引脚连接到电源+3.3v,调试接口插座p5的第4引脚接地;单片机u1的第48引脚经过电阻r9后接地;单片机u1的第138引脚经过电阻r7后接地;电容c6、电容c7并联后的一端与单片机u1的第30引脚相连,电容c6、电容c7并联后的另一端与单片机u1的第33引脚相连,且单片机u1的第30引脚连接到模拟地vssa,单片机u1的第33引脚连接到模拟电源+3.3v;单片机u1的第31引脚连接到模拟地vssa;单片机u1的第32引脚连接到模拟电源+3.3v;电阻r3、电容c5与单片机u1的第25引脚相连,电阻r3的另一端连接到电源+3.3v,电容c5的另一端接地;按键s5的一端与单片机u1的第25引脚相连,另一端接地;单片机u1的第23引脚、第24引脚之间跨接一个晶振y1,且单片机u1的第23引脚经电容c3后接地,单片机u1的第24引脚经电容c4后接地;按键s1的一端与单片机u1的第1引脚相连,另一端接地;按键s2的一端与单片机u1的第2引脚相连,另一端接地;按键s3的一端与单片机u1的第3引脚相连,另一端接地;按键s4的一端与单片机u1的第4引脚相连,另一端接地;电源+3.3v与模拟电源+3.3v之间连接有电阻r4;电阻r6一端连接到数字地gnd,另一端连接到模拟地vssa。

作为优选,gps模块电路包括接口插座p3,接口插座p3的第1引脚连接到电源+3.3v,接口插座p3的第2引脚与单片机u1的第36引脚相连,接口插座p3的第3引脚与单片机u1的第37引脚相连,接口插座p3的第6引脚连接到电源地。其中,接口插座p3的第4引脚和第5引脚均未使用。

作为优选,气压传感器模块电路包括芯片u4,芯片u4的第1引脚与第10引脚相连之后再与电源+3.3v相连,芯片u4的第3引脚、第8引脚、第9引脚相连之后再接地,芯片u4的第2引脚与单片机u1的第74引脚相连,芯片u4的第4引脚与单片机u1的第76引脚相连,芯片u4的第5引脚与单片机u1的第75引脚相连,芯片u4的第6引脚与单片机u1的第73引脚相连,芯片u4的第7引脚与单片机u1的第77引脚相连;芯片u4的第1引脚与第3引脚之间连接有电容c2,电容c2的一端接电源+3.3v,电容c2的另一端接地。

作为优选,姿态传感器模块电路包括接口插座j2,接口插座j2的第1引脚与电源+3.3v相连,接口插座j2的第2引脚与单片机u1的第101引脚相连,接口插座j2的第3引脚与单片机u1的第102引脚相连,接口插座j2的第4引脚接地,接口插座j2的第5引脚与电源+3.3v相连,接口插座j2的第8引脚接地。其中,接口插座j2的第6引脚和第7引脚均未使用。

作为优选,uwb模块电路包括插座p2和插座p6,插座p2作为uwb模块电路的信号接口插座,插座p6作为uwb模块电路的电源插座;插座p2插座的第1引脚与单片机u1的第40引脚相连,插座p2的第2引脚与单片机u1的第43引脚相连,插座p2的第3引脚与单片机u1的第42引脚相连,插座p2的第4引脚与单片机u1的第41引脚相连,插座p2的第5引脚与单片机u1的第44引脚相连,插座p2的第6引脚与单片机u1的第27引脚相连,插座p2的第7引脚与单片机u1的第45引脚相连;插座p6的第1引脚连接到电源+3.3v,插座p6的第2引脚接电源地。

作为优选,nrf24l01模块电路包括接口插座j1,接口插座j1的第1引脚与单片机u1的第128引脚相连,接口插座j1的第2引脚与单片机u1的第134引脚相连,接口插座j1的第3引脚与单片机u1的第135引脚相连,接口插座j1的第4引脚与单片机u1的第133引脚相连,接口插座j1的第5引脚与单片机u1的第129引脚相连,接口插座j1的第6引脚与单片机u1的第132引脚相连,接口插座j1的第7引脚与电源+3.3v相连,接口插座j1的第8引脚接地。

作为优选,电源模块电路包括电源插座p4、芯片u2、芯片u3和外围电路,电源插座p4与锂电池的正极、负极相连,电源插座p4的第2引脚接地,电源插座p4的第1引脚与电源开关s6的一端相连,电源开关s6的另一端与锂电池的正极+11.1v相连;电源插座p4的第1引脚与第2引脚之间并联连接有电容c14与电容c15,电容c14与电容c15并联后的一端与锂电池的正极+11.1v相连,另一端接地;芯片u2的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,芯片u2的第3引脚、第5引脚分别接地,芯片u2的第2引脚与二极管d6的阴极相连,二极管d6的阳极接地;电感l1的一端与芯片u2的第2引脚相连,电感l1的另一端与输出电压+5v相连;芯片u2的第4引脚与电源地之间并联连接有电容c16与电容c17,电容c16与电容c17并联后的一端与输出电压+5v相连,另一端接地;芯片u3的第3引脚与芯片u2的输出电压+5v相连,电容c18与电容c19并联后的一端与芯片u3的第3引脚相连,另一端接地;芯片u3的第1引脚接地,芯片u3的第2引脚输出+3.3v电压,电容c20与电容c21并联后的一端与芯片u3的第2引脚相连,另一端接地;二极管d5的阳极连接到电源+3.3v,二极管d5的阴极经电阻r10后接地;电阻r1的一端连接到锂电池的正极+11.1v,电阻r1的另一端和电阻r2串联,电阻r2的另一端接地,电阻r1与电阻r2的连接点同时与单片机u1的第26引脚相连,构成动力型锂电池电压采集电路;电容c1与电阻r2并联,二极管d1的阳极与二极管d2的阴极相连,二极管d1的阴极连接到电源+3.3v,二极管d2的阳极接地,构成动力型锂电池电压采集保护电路。

作为优选,电子调速器模块电路包括接口插座dt1、接口插座dt2、接口插座dt3、接口插座dt4,接口插座dt1的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt1的第2引脚与单片机u1的第136引脚相连,接口插座dt1的第3引脚连接到锂电池的负极;接口插座dt2的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt2的第2引脚与单片机u1的第137引脚相连,接口插座dt2的第3引脚连接到锂电池的负极;接口插座dt3的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt3的第2引脚与单片机u1的第139引脚相连,接口插座dt3的第3引脚连接到锂电池的负极;接口插座dt4的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt4的第2引脚与单片机u1的第140引脚相连,接口插座dt4的第3引脚连接到锂电池的负极。

本发明由于采用了以上技术方案,具有显著的技术效果:采用由gps模块电路、气压传感器模块电路、姿态传感器模块电路、uwb模块电路、单片机模块电路组合形成的空间定位控制系统,通过多种传感器信息融合的方式,既实现了对四旋翼无人机室外的高精度空间定位,使得即使四旋翼无人机在飞行过程中处于有风等较恶劣的空中环境之中,也能实现四旋翼无人机在空中的高精度定点悬停,又实现了对四旋翼无人机在室内、隧道以及高楼大厦林立的城市街区高精度的定位,并且定位精度可达±0.2米;该无人机的控制系统运行稳定,可靠性高,具有较高的应用价值。

附图说明

图1为本发明的基于多源信息融合的四旋翼无人机实施例的控制系统原理框图。

图2为本发明的单片机模块电路实施例的电路原理图。

图3为本发明的电源模块电路实施例的电路原理图。

图4为本发明的uwb模块电路实施例的电路原理图。

图5为本发明的nrf24l01模块电路实施例的电路原理图。

图6为本发明的姿态传感器模块电路实施例的电路原理图。

图7为本发明的气压传感器模块电路实施例的电路原理图。

图8为本发明的gps模块电路实施例的电路原理图。

图9为本发明的电子调速器模块电路实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

基于多源信息融合的四旋翼无人机,如图1-9所示,包括用于采集四旋翼无人机的gps位置信息的gps模块电路6、用于采集四旋翼无人机所处环境的气压信息的气压传感器模块电路7、用于采集四旋翼无人机的三轴加速度信息、三轴角速度信息和三轴磁场信息的姿态传感器模块电路8、用于采集四旋翼无人机的100米范围内厘米级的空间定位信息的uwb模块电路1、用于对接收的信息进行信息处理并通过电子调速器模块电路5控制无刷直流电机4的单片机模块电路3、为四旋翼无人机供电的电源模块电路2,gps模块电路6、气压传感器模块电路7、姿态传感器模块电路8、uwb模块电路1、电源模块电路2分别与单片机模块电路3连接,单片机模块电路3、电子调速器模块电路5、无刷直流电机4依次电路连接;gps模块电路对四旋翼无人机的gps位置信息进行采集并将采集得到的gps位置信息传输给单片机模块电路,气压传感器模块电路对四旋翼无人机所处环境的气压信息进行采集并将采集得到的气压信息传输给单片机模块电路,姿态传感器模块电路对四旋翼无人机的三轴加速度信息、三轴角速度信息、三轴磁场信息进行采集并将采集得到的三轴加速度信息、三轴角速度信息、三轴磁场信息传输给单片机模块电路,uwb模块电路对四旋翼无人机的100米范围内厘米级的空间定位信息进行采集并将100米范围内厘米级的空间定位信息传输给单片机模块电路,单片机模块电路分别对四旋翼无人机的gps位置信息、气压信息、三轴加速度信息、三轴角速度信息、三轴磁场信息、100米范围内厘米级的空间定位信息进行数据处理并获得四旋翼无人机的当前位置信息,单片机模块电路依据四旋翼无人机的当前位置信息、目标位置信息确定四旋翼无人机的飞行轨迹,通过电子调速器模块电路分别控制四个无刷直流电机,从而控制四旋翼无人机飞行到目标位置。其中,气压传感器模块电路对四旋翼无人机所处环境的气压信息进行采集并将采集得到的气压信息传输给单片机模块电路,单片机模块电路对气压信息进行数据处理,得到四旋翼无人机所在位置的海拔高度信息;uwb模块电路和100米范围内的多个锚节点进行通信,通过定位算法得到四旋翼无人机的100米范围内的厘米级空间定位信息,然后将100米范围内的厘米级空间定位信息传输给单片机模块电路,单片机模块电路对厘米级空间定位信息进行数据处理;gps模块电路、气压传感器模块电路、姿态传感器模块电路、uwb模块电路、电源模块电路、单片机模块电路、电子调速器模块电路、无刷直流电机均安装在四旋翼无人机上;通过gps模块获得四旋翼无人机在飞行过程中的基本的经度、纬度和海拔高度信息,通过气压传感器获得四旋翼无人机在飞行过程中的海拔高度信息,通过姿态传感器获得四旋翼无人机在飞行过程中的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁场信息,通过uwb模块获得四旋翼无人机在飞行过程中的100米范围内厘米级的空间定位信息,单片机采用信息融合算法对上述信息进行计算,可获得四旋翼无人机在室内、室外飞行过程中的高精度的空间位置信息;采用由gps模块电路、气压传感器模块电路、姿态传感器模块电路、uwb模块电路、单片机模块电路、电子调速器模块电路组合形成的空间定位控制系统,通过多种空间定位与信息融合的方式,既实现了对四旋翼无人机室外的高精度空间定位,使得即使四旋翼无人机在飞行过程中处于有风等较恶劣的空中环境之中,也能实现四旋翼无人机在空中的定点悬停,又实现了对四旋翼无人机在室内、隧道以及高楼大厦林立的城市街区高精度的定位,并且定位精度可达±0.2米。

本实施例中,还包括与单片机模块电路3连接的nrf24l01模块电路9,四旋翼无人机通过nrf24l01模块电路9与控制中心10进行无线通信。其中,控制中心10设在地面上;nrf24l01模块为安装在四旋翼无人机上的无线通信模块,四旋翼无人机通过nrf24l01模块与地面控制中心建立无线通信连接,实现了地面控制中心能实时监控四旋翼无人机的飞行状态。

本实施例中,单片机模块电路3包括单片机u1和作为单片机u1的调试接口插座p5,单片机u1的第17引脚、第39引脚、第52引脚、第62引脚、第72引脚、第84引脚、第95引脚、第108引脚、第121引脚、第131引脚、第144引脚分别连接到电源+3.3v,单片机u1的第16引脚、第38引脚、第51引脚、第61引脚、第71引脚、第83引脚、第94引脚、第107引脚、第120引脚、第130引脚、第143引脚分别连接到电源地;单片机u1的第34引脚经电阻r5与发光二极管d3的阴极相连,发光二极管d3的阳极与电源+3.3v相连;单片机u1的第35引脚经电阻r8与发光二极管d4的阴极相连,发光二极管d4的阳极与电源+3.3v相连;单片机u1的第105引脚与调试接口插座p5的第2引脚相连,单片机u1的第109引脚与调试接口插座p5的第3引脚相连,调试接口插座p5的第1引脚连接到电源+3.3v,调试接口插座p5的第4引脚接地;单片机u1的第48引脚经过电阻r9后接地;单片机u1的第138引脚经过电阻r7后接地;电容c6、电容c7并联后的一端与单片机u1的第30引脚相连,电容c6、电容c7并联后的另一端与单片机u1的第33引脚相连,且单片机u1的第30引脚连接到模拟地vssa,单片机u1的第33引脚连接到模拟电源+3.3v;单片机u1的第31引脚连接到模拟地vssa;单片机u1的第32引脚连接到模拟电源+3.3v;电阻r3、电容c5与单片机u1的第25引脚相连,电阻r3的另一端连接到电源+3.3v,电容c5的另一端接地;按键s5的一端与单片机u1的第25引脚相连,另一端接地;单片机u1的第23引脚、第24引脚之间跨接一个晶振y1,且单片机u1的第23引脚经电容c3后接地,单片机u1的第24引脚经电容c4后接地;按键s1的一端与单片机u1的第1引脚相连,另一端接地;按键s2的一端与单片机u1的第2引脚相连,另一端接地;按键s3的一端与单片机u1的第3引脚相连,另一端接地;按键s4的一端与单片机u1的第4引脚相连,另一端接地;电源+3.3v与模拟电源+3.3v之间连接有电阻r4;电阻r6一端连接到数字地gnd,另一端连接到模拟地vssa。上述集成电路中,电阻r5起限流的作用;电阻r7和r9作为下拉电阻,使单片机的第48引脚和第138引脚均处于低电平状态,实现的功能是将单片机的主闪存存储器选为启动区域;电容c6、电容c7为去耦电容,可以提供较稳定的电源,同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声,可以间接减少其他元件受此元件噪声的影响;电阻r3和电容c5构成上电复位电路,按键s5的功能是按键复位,当按下按键s5时,单片机u1的第25引脚(nrst引脚)变为低电平,将使单片机u1复位;晶振y1和电容c3、电容c4组合构成晶体振荡电路,为单片机u1提供精确的主时钟;按键s1、按键s2、按键s3、按键s4为四旋翼无人机的功能键,主要完成四旋翼无人机的功能测试;电阻r4和电阻r6是隔离电阻,电阻r4将3.3v数字电源和3.3v模拟电源隔离开来,电阻r6将数字地和模拟地隔离开来。

本实施例中,gps模块电路6包括接口插座p3,接口插座p3的第1引脚连接到电源+3.3v,接口插座p3的第2引脚与单片机u1的第36引脚相连,接口插座p3的第3引脚与单片机u1的第37引脚相连,接口插座p3的第6引脚连接到电源地。其中,接口插座p3的第4引脚和第5引脚均未使用;上述集成电路中,接口插座p3的第2引脚和第3引脚分别与单片机u1的第36引脚和第37引脚相连,构成uart接口,gps模块与单片机u1之间采用uart接口进行数据传输。

本实施例中,气压传感器模块电路7包括芯片u4,芯片u4的第1引脚与第10引脚相连之后再与电源+3.3v相连,芯片u4的第3引脚、第8引脚、第9引脚相连之后再接地,芯片u4的第2引脚与单片机u1的第74引脚相连,芯片u4的第4引脚与单片机u1的第76引脚相连,芯片u4的第5引脚与单片机u1的第75引脚相连,芯片u4的第6引脚与单片机u1的第73引脚相连,芯片u4的第7引脚与单片机u1的第77引脚相连;芯片u4的第1引脚与第3引脚之间连接有电容c2,电容c2的一端接电源+3.3v,电容c2的另一端接地。上述集成电路中,电容c2为去耦电容,可以提供较稳定的电源,同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声,可以间接减少其他元件受此元件噪声的影响。

本实施例中,姿态传感器模块电路8包括接口插座j2,接口插座j2的第1引脚与电源+3.3v相连,接口插座j2的第2引脚与单片机u1的第101引脚相连,接口插座j2的第3引脚与单片机u1的第102引脚相连,接口插座j2的第4引脚接地,接口插座j2的第5引脚与电源+3.3v相连,接口插座j2的第8引脚接地。上述集成电路中,接口插座j2的第1引脚和第5引脚连接到+3.3v电源,接口插座j2的第4引脚和第8引脚连接到电源地;接口插座j2的第2引脚和第3引脚分别与单片机u1的第101引脚和第102引脚相连,构成uart接口,姿态传感器模块与单片机之间采用uart接口进行数据传输。其中,接口插座j2的第6引脚和第7引脚均未使用。

本实施例中,uwb模块电路1包括插座p2和插座p6,插座p2作为uwb模块电路1的信号接口插座,插座p6作为uwb模块电路1的电源插座;插座p2插座的第1引脚与单片机u1的第40引脚相连,插座p2的第2引脚与单片机u1的第43引脚相连,插座p2的第3引脚与单片机u1的第42引脚相连,插座p2的第4引脚与单片机u1的第41引脚相连,插座p2的第5引脚与单片机u1的第44引脚相连,插座p2的第6引脚与单片机u1的第27引脚相连,插座p2的第7引脚与单片机u1的第45引脚相连;插座p6的第1引脚连接到电源+3.3v,插座p6的第2引脚接电源地。上述集成电路中,插座p2是数据传输接口,插座p2的第1引脚是uwb模块dwm1000的片选端,插座p2的第2引脚、第3引脚和第4引脚分别与单片机u1的第43引脚、第42引脚、第41引脚相连,构成spi接口,单片机u1以spi总线的方式与uwb模块dwm1000进行数据传输;插座p2的第5引脚是uwb模块dwm1000的复位端,插座p2的第6引脚是uwb模块dwm1000的中断信号输出端;插座p2的第7引脚是uwb模块的低功耗唤醒控制端,插座p2的第8引脚悬空;插座p6是电源插座,提供uwb模块的工作电源。

本实施例中,nrf24l01模块电路包括接口插座j1,接口插座j1的第1引脚与单片机u1的第128引脚相连,接口插座j1的第2引脚与单片机u1的第134引脚相连,接口插座j1的第3引脚与单片机u1的第135引脚相连,接口插座j1的第4引脚与单片机u1的第133引脚相连,接口插座j1的第5引脚与单片机u1的第129引脚相连,接口插座j1的第6引脚与单片机u1的第132引脚相连,接口插座j1的第7引脚与电源+3.3v相连,接口插座j1的第8引脚接地。插座j1的1脚是nrf24l01模块的中断输出端,插座j1的2脚、3脚、4脚与单片机的133脚、134脚、135脚相连,构成spi接口,nrf24l01模块与单片机之间采用spi总线进行数据传输。上述集成电路中,插座j1的第5引脚是nrf24l01模块的片选信号,插座j1的第6引脚是发送或接收模式选择,插座j1的第7引脚连接到+3.3v电源,插座j1的第8引脚连接到电源地。

本实施例中,电源模块电路2包括电源插座p4、芯片u2、芯片u3和外围电路,电源插座p4与锂电池的正极、负极相连,电源插座p4的第2引脚接地,电源插座p4的第1引脚与电源开关s6的一端相连,电源开关s6的另一端与锂电池的正极+11.1v相连;电源插座p4的第1引脚与第2引脚之间并联连接有电容c14与电容c15,电容c14与电容c15并联后的一端与锂电池的正极+11.1v相连,另一端接地;芯片u2的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,芯片u2的第3引脚、第5引脚分别接地,芯片u2的第2引脚与二极管d6的阴极相连,二极管d6的阳极接地;电感l1的一端与芯片u2的第2引脚相连,电感l1的另一端与输出电压+5v相连;芯片u2的第4引脚与电源地之间并联连接有电容c16与电容c17,电容c16与电容c17并联后的一端与输出电压+5v相连,另一端接地;芯片u3的第3引脚与芯片u2的输出电压+5v相连,电容c18与电容c19并联后的一端与芯片u3的第3引脚相连,另一端接地;芯片u3的第1引脚接地,芯片u3的第2引脚输出+3.3v电压,电容c20与电容c21并联后的一端与芯片u3的第2引脚相连,另一端接地;二极管d5的阳极连接到电源+3.3v,二极管d5的阴极经电阻r10后接地;电阻r1的一端连接到锂电池的正极+11.1v,电阻r1的另一端和电阻r2串联,电阻r2的另一端接地,电阻r1与电阻r2的连接点同时与单片机u1的第26引脚相连,构成动力型锂电池电压采集电路;电容c1与电阻r2并联,二极管d1的阳极与二极管d2的阴极相连,二极管d1的阴极连接到电源+3.3v,二极管d2的阳极接地,构成动力型锂电池电压采集保护电路。上述集成电路中,电源开关s6是四旋翼无人机的电源总开关,当开关s6闭合后,四旋翼无人机整体通电;电容c14是滤波电容,电容c15用于旁路高频干扰及改善纹波;二极管d6构成buck电路,在电路中起单向导电和续流的作用;电容c16是滤波电容,电容c17用于旁路高频干扰及改善纹波;电容c18是滤波电容,电容c19用于旁路高频干扰及改善纹波;电容c20是滤波电容,电容c21用于旁路高频干扰及改善纹波;二极管d5是发光二极管,起电源指示灯的作用,当电源管理芯片u3输出+3.3v电压的时候,二极管d5会发光;电阻r10是限流电阻,使发光二极管d5工作在额定电流范围内;电阻r1和电阻r2一起构成分压电路,实现锂电池的输出电压的采样,锂电池的输出电压经过由电阻r1和电阻r2构成分压电路后,输入到单片机u1的第26引脚,单片机u1会对输出的电压进行ad转换,从而监控锂电池的电压状态;电容c1用于旁路高频干扰;二极管d1和二极管d2构成输入保护电路,防止分压电路的采样电压过高或过低而损坏单片机u1的io口(即第26引脚)。

本实施例中,电子调速器模块电路包括接口插座dt1、接口插座dt2、接口插座dt3、接口插座dt4,接口插座dt1的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt1的第2引脚与单片机u1的第136引脚相连,接口插座dt1的第3引脚连接到锂电池的负极;接口插座dt2的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt2的第2引脚与单片机u1的第137引脚相连,接口插座dt2的第3引脚连接到锂电池的负极;接口插座dt3的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt3的第2引脚与单片机u1的第139引脚相连,接口插座dt3的第3引脚连接到锂电池的负极;接口插座dt4的第1引脚连接到锂电池的正极+11.1v,接口插座dt4的第2引脚与单片机u1的第140引脚相连,接口插座dt4的第3引脚连接到锂电池的负极。上述集成电路中,单片机u1的第136引脚、第137引脚、第139引脚、第140引脚分别输出pwm信号,电子调速器模块接收到pwm信号后,根据pwm信号的占空比调节无刷直流电机的转速,pwm信号的占空比与无刷直流电机的转速成正比关系,无刷直流电机在机械结构上与螺旋桨紧密相连,从而实现无刷直流电机对螺旋桨转速的调节。

总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应属本发明专利的涵盖范围。

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