一种无人机飞控模块、无人机飞控系统及无人机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机领域，特别涉及到一种无人机飞控模块、无人机飞控系统及无人机。
【背景技术】
[0002]无人机具有无需空中驾驶员、机动性强、成本相对低、易于操作等优点，在军事领域的区域侦查监视、目标锁定跟踪和通讯中继等，警用领域中的反恐侦查监视、安保和交通监控等，民用领域中的石油管路巡线、电力巡线、农林植保和渔业等业务中拥有广泛的应用市场和良好的应用前景，使得无人机的发展十分迅猛。
[0003]现有技术中，无人机的飞行控制系统大多由地面遥控装置、机载控制装置和机载驱动装置这三部分组成。地面操作手需要实时观察无人机的飞行状态，并根据飞行状态对遥控装置进行控制，遥控装置将接收到的控制信息与机载控制装置进行交互，机载控制装置对接收到指令信息进行分析计算，然后依据处理后的指令信息对所述机载驱动系统进行控制，最后，通过机载驱动系统实现对无人机的控制。
[0004]上述这种无人机的控制方式对操作手的资质有较高要求，而且不同应用领域的无人机，其具体应用特点也不同，因此需要对操作手进行专业的严格培训。
[0005]另一方面，上述这种无人机的控制方式无法实现超视距操作，且远距离控制精度不佳、影响飞行安全，不利于无人机在各个不同领域的推广和广泛应用。
[0006]因此，现有技术中的无人机大多还十分依赖操作手，而且无法实现超视距操作，远距离控制精度不佳，无人机飞行安全性较低。
【发明内容】
[0007]本发明解决的问题是现有技术中的无人机大多还十分依赖操作手，而且无法实现超视距操作，远距离控制精度不佳，无人机飞行安全性较低。
[0008]为解决上述问题，本发明提供一种无人机飞控模块，包括:
[0009]处理器；
[0010]GNSS模块，所述GNSS模块与所述处理器连接；
[0011]飞行状态侦测单元，所述飞行状态侦测单元与所述处理器连接；
[0012]接口驱动，所述接口驱动与所述处理器连接。
[0013]进一步，所述飞行状态侦测单元包括:
[0014]IMU ；
[0015]绝压传感器；
[0016]差压传感器。
[0017]进一步，还包括:
[0018]存储器，所述存储器与所述处理器连接；
[0019]总线驱动，所述总线驱动与所述处理器连接；
[0020]信号处理单元，所述信号处理单元与所述处理器连接，并与所述差压传感器连接;
[0021]信号整形单元，所述信号整形单元与所述处理器连接；
[0022]数据链模块，所述数据链模块与所述处理器连接。
[0023]进一步，还包括:
[0024]LED灯，所述LED灯与所述处理器连接；
[0025]功率放大器，所述功率放大器与所述处理器连接；
[0026]电源管理模块；
[0027]USB接口，所述USB接口与所述处理器连接。
[0028]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0029]本发明的无人机飞控模块包括飞行状态侦测单元，所述飞行状态侦测单元可以获得诸如过载信息、航姿信息、空速信息以及气流角信息等飞行状态信息，并通过GNSS获得导航信息，然后将飞行状态信息与导航信息融合计算后通过接口驱动对无人机进行自主控制，实现超视距控制，提高了无人机的飞行安全，降低了无人机飞行时对操作手的依赖。
[0030]本发明还提供一种无人机飞控系统，包括:
[0031]上述的无人机飞控模块；
[0032]I/O接口、舵机和电调，所述I/O接口、舵机和电调与所述接口驱动连接；
[0033]遥控接收机，所述遥控接收机与所述信号整形单元连接；
[0034]GNSS天线，所述GNSS天线与所述GNSS模块连接；
[0035]空速管，所述空速管与所述信号处理单元和所述差压传感器连接。
[0036]进一步，还包括:
[0037]机载电源，所述机载电源与电源管理模块连接；
[0038]I2C总线、UART总线和CAN总线，所述I2C总线、UART总线和CAN总线与所述总线驱动连接。
[0039]进一步，还包括:
[0040]射频接头，所述GNSS天线通过所述射频接头与所述GNSS模块连接。
[0041]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0042]本发明的无人机飞控系统包括无人机飞控模块，所述无人机飞控模块包括飞行状态侦测单元，所述飞行状态侦测单元可以获得诸如过载信息、航姿信息、空速信息以及气流角信息等飞行状态信息，并通过GNSS获得导航信息，然后将飞行状态信息与导航信息融合计算后通过接口驱动对无人机进行自主控制，实现超视距控制，提高了无人机的飞行安全，降低了无人机飞行对操作手的依赖。
[0043]本发明还提供一种无人机，包括:
[0044]上述的无人机飞控系统；
[0045]遥控器，所述遥控器可与遥控接收机进行交互。
[0046]进一步，还包括:
[0047]地面站PC，所述地面站PC可通过USB接口与所述处理器连接。
[0048]进一步，还包括:
[0049]数据链地面终端，所述数据链地面终端可与所述数据链模块进行交互。
[0050]本发明的无人机包括无人机飞控系统，所述无人机飞控系统包括无人机飞控模块，所述无人机飞控模块包括飞行状态侦测单元，所述飞行状态侦测单元可以获得诸如过载信息、航姿信息、空速信息以及气流角信息等飞行状态信息，并通过GNSS获得导航信息，然后将飞行状态信息与导航信息融合计算后通过接口驱动对无人机进行自主控制，实现超视距控制，提高了无人机的飞行安全，降低了无人机飞行对操作手的依赖。
【附图说明】
[0051]图1是本发明第一实施例中无人机飞控模块的布局示意图；
[0052]图2是本发明第二实施例中无人机飞控系统的布局示意图；
[0053]图3是本发明第三实施例中无人机飞控系统和地面站的布局示意图；
[0054]图4是本发明第三实施例中无人机自主飞行的信号处理流程示意图；
[0055]图5是本发明第三实施例中无人机工作流程图。
【具体实施方式】
[0056]现有技术中的无人机大多还十分依赖操作手，而且无法实现超视距操作，远距离控制精度不佳，无人机飞行安全性较低。
[0057]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0058]第一实施例
[0059]参考图1，本实施例提供一种无人机飞控模块，包括:
[0060]处理器，GNSS(Global Navigat1n Satellite System，全球导航卫星系统)模块，飞行状态侦测单元和接口驱动。
[0061]在本实施例中，所述处理器为ARM和FPGA的双核结构，可以确保无人机飞控模块具有良好的实时性和卓越接口能力。
[0062]所述GNSS模块与所述处理器连接，所述GNSS模块用于提供卫星导航信息，可以获取无人机的经度、玮度、高度、地速和航向等信息，并将这些信息传输至处理器进行解算。
[0063]所述飞行状态侦测单元与所述处理器连接。在本实施例中，所述飞行状态侦测单元包括頂U、绝压传感器和差压传感器。
[0064]其中IMU提供3轴的惯性信息和磁场信息，并将惯性信息和磁场信息提供给处理器以解算得到无人机的飞行姿态和磁航向。
[0065]所述绝压传感器可以测得大气绝对压力，以供处理器计算气压高度。
[0066]在本实施例中，所述无人机飞控模块还包括信号处理单元，所述信号处理单元与所述处理器连接，并与所述差压传感器连接。所述差压传感器和信号处理单元向处理器提供差压和气流角信号，以供处理器计算空速、迎角及侧滑角等信息。
[0067]所述接口驱动与所述处理器连接。
[0068]在本实施例中，无人机飞控模块还包括:存储器，总线驱动，LED灯，功率放大器，电源管理模块，USB接口，信号整形单元以及数据链模块。
[0069]所述存储器与所述处理器连接，所述处理器可以对所述存储器进行读写操作。
[0070]在本实施例中，所述存储器包括高速NVM(Non Volatile Memory，非易失性存储器)以用于实时存取重要参数，还包括TF卡以用于记录大的数据，如存储航线、任务等预载入数据。
[0071]所述总线驱动与所述处理器连接，所述总线驱动提供标准总线接口，以便与现有的通用设备互联，提高无人机飞控模块的通用性与扩展性。
[0072]所述信号整形单元与所述处理器连接，信号整形单元用于对接口驱动的接口信号进行处理，以便处理器处理，又起到隔离保护作用。
[0073]所述数据链模块与所述处理器连接，用于与数据链地面终端通过射频接头建立无线连接。
[0074]所述LED灯与所述处理器连接，LED灯在处理器的驱动下通过不同的灯光组合显示不同的信息。
[0075]所述功率放大器与所述处理器连接，用于提供高功率输出能力的接口。
[0076]所述USB接口与所述处理器连接，地面站PC通过该USB与无人机飞控模块进行连接。
[0077]所述电源管理模块管理电源的输入，为无人机飞控模块提供合理的供电，并对电源和无人机飞控模块进行保护。
[0078]本实施例的无人机飞控模块包括飞行状态侦测单元，所述飞行状态侦测单元可以获得诸如过载信息、航姿信息、空速信息以及气流角信息等飞行状态信息，并通过GNSS获得导航信息，然后将飞行状态信息与导航信息融合计算后通过接口驱动对无人机进行自主控制，实现超视距控制，提高了无人机的飞行安全，降低了无人机飞行时对操作手的依赖。
[0079]第二实施例
[0080]参考图2，本实施例提供一种无人机飞控系统，包括:
[0081]第一实施例中的无人机飞控模块。
[0082]I/O接口、舵机和电调，所述I/O接口、舵机和电调与所述接口驱动连接；所述I/O接口、舵机和电调受无人机飞控模块控制，进而实现对无人机的最终控制。
[0083]遥控接收机，所述遥控接收机与所述信号整形单元连接；所述遥控接收机接收遥控器的指令，并将指令通过所述信号整形单元进行处理，最后传输至处理器，通过处理器处理后控制I/O接口、舵机和电调等，实现对无人机的最终控制。
[0084]所述无人机飞控系统还提供脉冲信号给信号整形单元。
[0085]GNSS天线，所述GNSS天线与所述GNSS模块连接；用于接收GNSS的导航信号。
[0086]在具体实施例中，所述无人机飞控模块还包括射频接头，所述GNSS天线通过所述射频接头与所述GNSS模块连接。
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