一种系留无人机的飞控系统及控制方法与流程

本发明主要涉及无人机领域，尤其涉及一种系留无人机的飞控系统及控制方法。

背景技术：

随着社会的发展，特别是近几年来无人机的应用特别广泛方方面面都有着无人机的身影，比如电力巡线、消防、公路预警、石油管道寻线、基站挂载等等，在无人机发展的这股潮流下，无人机除了动力系统至关重要以外还有其控制系统，无人机的飞控。无人机飞控在飞行过程中极易受到电磁干扰和无人机振动带来的影响，特别是行业无人机机型大挂载重振动大这对飞控的稳定性是一个实实在在的考验。

目前，商业飞控在小机型上能够很要的应用并且运行良好，但是如果运用到行业无人机上比如系留无人机，挂载重量大于10kg整机超过30kg有160cm的轴距并且有电池供电与地面2000v的直流双供电，振动与高压安全方面的要求与小型航拍无人机是不能相提并论的，并且高压系统也会对飞控产生一定的电磁干扰，无人机中的磁罗盘受高压的影响是存在的，因此，如何在行业无人机的飞控上提高防护等级和高压检测保护是行业飞控必须面对的一个问题。

现有的无人机飞控基本上是飞控与gps和数传分离，高频振动容易导致数据接口松动从而导致无人机从高空坠落，并且市面上无支持系留无人机这种大轴距大载荷的飞控因为没有高压开路保护，不能检测现在的高压状态，高压是系留无人机的电源系统犹如车子里面的油一样，高压电源系统出了问题无人机的备用电池在这种大载荷下只能坚持几分钟，并且系留无人机飞行的时间将超过24小时甚至72小时长时间的飞行地面控制人员有可能存在离开控制室的情况如果离开这段时间高压系统出问题将是致命的所以必须要有高压开路预警及高压来路自主降落，所以现有的无人机飞控是无法满足系留无人机的应用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种定位精度高、干扰小、控制安全性高、稳定性高的系留无人机的飞控系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种系留无人机的飞控系统，包括基板，所述基板一面的中间区域安装有处理器、常用加速度计、常用陀螺仪、地磁和气压计；所述基板一面的一端区域安装有遥控器接收计和第一常用电源；所述基板一面的另一端区域安装有gps模块；所述基板另一面的中间区域安装有中控板卡，所述基板另一面的一端区域安装有电台模块和第二常用电源；所述基板另一面的另一端区域安装有高压检测传感器和测向与gps一体化板卡。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述基板一面的中间区域还安装有备用加速度计和备用陀螺仪。

所述基板一面的一端区域还安装有备用电源。

所述基板的端部设置有电台天线接口、测向天线接部和电机输出端口。

一种基于上述的系留无人机的飞控系统的控制方法，包括以下步骤：

s1：系统上电启动；

s2：处理器、常用加速度计、常用陀螺仪、地磁、气压计、遥控器接收计、gps模块、中控板卡、电台模块、第二常用电源高压检测传感器和测向与gps一体化板卡进行初始化；

s3：若初始化失败则报警并发出异常信息，若初始化成功则进行步骤s4；

s4：各传感器将信息发送给处理器，处理器自检成功后进行步骤s5；

s5：电台模块实时接受处理器的信息并实时向处理器发送地面控制信息。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的系留无人机的飞控系统及控制方法，处理器负责数据运算及控制，常用加速度计负责无人机当前的加速度与速度以及姿态值得测量，常用陀螺仪负责对当前无人机姿态的测量，地磁5用于识别机头方向，气压计用于采集当前飞机高度，遥控器接收计负责接收遥控器的数据，第一常用电源用于供电，gps模块负责主gpsrtk故障时作为备用gps降落，中控板卡负责数据处理与运算然后与处理器进行数据通讯，电台模块负责与地面端数据通讯，第二常用电源用于供电，高压检测传感器负责监测高压系统状态是否开路，测向与gps一体化板卡负责精准定位。本发明能有效地解决无人机飞控在长时间飞行过程中gps定位精度不够，解决了受干扰的问题，并且遥控器接收计和电台模块数传双控制无人机，在遥控器接收计7失效的情况下电台模块也能控制无人机飞行，安全系数高。本发明能有效地解决系留无人机飞控在长时间飞行过程中高频振动带来的接口松动、飞控和gps和数传过于离散安装复杂各个模块不易固定、走线过程中高压对信号线的干扰、gps和数传和飞控散热、2000vdc电压开路检测自主降落的问题，该一体化飞控稳定性高、不受电磁干扰、安装简单、无过多的走线，在大载荷行业无人机上性能要明显优于普通的飞控。

附图说明

图1是本发明系留无人机的飞控系统的主视结构示意图。

图2是本发明系留无人机的飞控系统的后视结构示意图。

图3是本发明系留无人机的飞控系统的侧视结构示意图。

图4是本发明系留无人机飞控系统的控制方法的流程示意图。

图中各标号表示：

1、基板；2、处理器；3、常用加速度计；4、常用陀螺仪；5、地磁；6、气压计；7、遥控器接收计；8、第一常用电源；9、gps模块；10、中控板卡；11、电台模块；12、第二常用电源；13、高压检测传感器；14、测向与gps一体化板卡；15、备用加速度计；16、备用陀螺仪；17、备用电源；18、电台天线接口；19、测向天线接部；20、电机输出端口。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图3示出了本发明系留无人机的飞控系统的一种实施例的，包括基板1，基板1一面的中间区域安装有处理器2、常用加速度计3、常用陀螺仪4、地磁5和气压计6；基板1一面的一端区域安装有遥控器接收计7和第一常用电源8；基板1一面的另一端区域安装有gps模块9；基板1另一面的中间区域安装有中控板卡10，基板1另一面的一端区域安装有电台模块11和第二常用电源12；基板1另一面的另一端区域安装有高压检测传感器13和测向与gps一体化板卡14。该飞控系统中，处理器2负责数据运算及控制，常用加速度计3负责无人机当前的加速度与速度以及姿态值得测量，常用陀螺仪4负责对当前无人机姿态的测量，地磁5用于识别机头方向，气压计6用于采集当前飞机高度，遥控器接收计7负责接收遥控器的数据，第一常用电源8用于供电，gps模块9负责主gpsrtk故障时作为备用gps降落，中控板卡10负责数据处理与运算然后与处理器2进行数据通讯，电台模块11负责与地面端数据通讯，第二常用电源12用于供电，高压检测传感器13负责监测高压系统状态是否开路，测向与gps一体化板卡14负责精准定位。本发明能有效地解决无人机飞控在长时间飞行过程中gps定位精度不够，解决了受干扰的问题，并且遥控器接收计7和电台模块11数传双控制无人机，在遥控器接收计7失效的情况下电台模块11也能控制无人机飞行，安全系数高。本发明能有效地解决系留无人机飞控在长时间飞行过程中高频振动带来的接口松动、飞控和gps和数传过于离散安装复杂各个模块不易固定、走线过程中高压对信号线的干扰、gps和数传和飞控散热、2000vdc电压开路检测自主降落的问题，该一体化飞控稳定性高、不受电磁干扰、安装简单、无过多的走线，在大载荷行业无人机上性能要明显优于普通的飞控。

本实施例中，基板1一面的中间区域还安装有备用加速度计15和备用陀螺仪16。备用加速度计15和备用陀螺仪16实现了冗余设计，安全系数高。

本实施例中，基板1一面的一端区域还安装有备用电源17。同样备用电源17实现了冗余设计，提高了供电效果。

本实施例中，基板1的端部设置有电台天线接口18、测向天线接部19和电机输出端口20。采有了双测向天线的方案，决了受干扰的问题。

如图4所示，本发明系留无人机飞控系统的控制方法的一种实施例，包括以下步骤：

s1：系统上电启动；

s2：处理器2、常用加速度计3、常用陀螺仪4、地磁5、气压计6、遥控器接收计7、gps模块9、中控板卡10、电台模块11、第二常用电源12高压检测传感器13和测向与gps一体化板卡14进行初始化；

s3：或初始化失败则报警并发出异常信息，若初始化成功则进行步骤s4；

s4：各传感器将信息发送给处理器2，处理器2自检成功后进行步骤s5；

s5：电台模块11实时接受处理器2的信息并实时向处理器2发送地面控制信息。

本发明能有效地解决无人机飞控在长时间飞行过程中gps定位精度不够，解决了受干扰的问题，并且遥控器接收计7和电台模块11数传双控制无人机，在遥控器接收计7失效的情况下电台模块11也能控制无人机飞行，安全系数高。本发明能有效地解决系留无人机飞控在长时间飞行过程中高频振动带来的接口松动、飞控和gps和数传过于离散安装复杂各个模块不易固定、走线过程中高压对信号线的干扰、gps和数传和飞控散热、2000vdc电压开路检测自主降落的问题，该一体化飞控稳定性高、不受电磁干扰、安装简单、无过多的走线，在大载荷行业无人机上性能要明显优于普通的飞控。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。