一种基于Edison的无人机自动驾驶仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无人机领域，涉及无人机自动驾驶仪，具体涉及一种基于Edison的无人机自动驾驶仪。
【背景技术】
[0002]随着航空技术的进步，中小型无人机在军事侦察、目标搜索、中继通讯、航空摄影、气象减灾、森林防火、巡线、城市规划等等各领域都有着广泛的应用。随着应用领域的拓展，如何让中小型无人机自动驾驶仪更便捷、通用，成为中小型无人机发展的关键技术问题之
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[0003]目前现有中小型无人机自动驾驶仪的应用开发主要由自动驾驶仪开发人员根据应用需求，在已有自动驾驶仪系统中添加应用来完成定制开发，导致应用开发专业度高，开发成本大，因此应用类型少，阻碍了无人机自动驾驶仪的发展；同时因自动驾驶仪系统与应用系统是耦合在二进制文件中，当需要二次修改时，非专业开发人员不能进行操作，当应用系统出现问题时，极易出现重大的损失。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，该自动驾驶仪解决了现有技术中存在的问题，具有高精度、可靠性并满足便捷、通用的特点。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下方式来实现:
[0006]一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，包括微控制器、惯性测量器模块、气压传感器模块、磁场传感器模块、GPS模块、输出模块和Edison模块，所述惯性测量器模块的输出端通过串行外设接口与微控制器的输入端连接，气压传感器模块的输出端通过串行外设接口与为控制的输入端连接，磁场传感器模块的输出端通过串行外设接口与微控制器的输入端连接，所述GPS模块与微控制器进行通讯连接，所述输出模块与微控制器连接，且根据系统类型的不同自动输出不同频率的PWM控制信号，所述Edison模块与微控制器进行双向串行连接。
[0007]进一步的，还包括移动终端设备，所述移动终端设备与Edison模块双向通讯连接，用于将终端设备上的控制信息发送至Edison模块，并进而传输给微控制器来控制自动驾驶仪。
[0008]作为优选，所述惯性测量器的型号为MPU6000
[0009]作为优选，所述磁场传感器的型号为HMC5983。
[0010]作为优选，所述气压传感器的型号为MS5611。
[0011]作为优选，所述微控制器的型号为STM32F427。
[0012]微控制器通过串行外设接口连接惯性测量单元输入角速度和加速度，通过串行外设接口连接磁场传感器输入地磁测量值，通过串行外设接口连接气压传感器输入静压测量值。微控制器把输入数据经过数字滤波处理完成姿态融合，通过微控制器引脚输出脉宽调制信号驱动电子调速器驱动无刷电机。Edison模块通过串行外设接口连接微控制器，读取微控制器姿态、速度、位置数据并计算后发送控制指令，微控制器接收控制指令信号，并进行控制计算并输出脉宽调制信号。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果:采用本实用新型所述的自动驾驶仪，当系统通电后，Edison模块发送至微控制器飞行控制命令，微控制器进而解算输出频率、控制频率和控制类型，微控制器同时采集惯性测量器模块、气压传感器模块和磁场传感器模块的数据，并处理数据并进行姿态融合，计算出当时自动驾驶仪姿态；在自动驾驶仪完成姿态解算后，定时发送姿态、位置和速度数据到Edison模块，另一方面微控制器将飞行控制计算，输出PWM信号到电子调速度器驱动电路或舵机。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0016]如图1所示，一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，包括微控制器、惯性测量器模块、气压传感器模块、磁场传感器模块、GPS模块、输出模块、Edison模块和移动终端设备，所述惯性测量器模块的输出端通过串行外设接口与微控制器的输入端连接，气压传感器模块的输出端通过串行外设接口与为控制的输入端连接，磁场传感器模块的输出端通过串行外设接口与微控制器的输入端连接，所述GPS模块与微控制器进行通讯连接，所述输出模块与微控制器连接，且根据系统类型的不同自动输出不同频率的PWM控制信号，所述Edison模块与微控制器进行双向串行连接；所述移动终端设备与Edison模块双向通讯连接，用于将终端设备上的控制信息发送至Edison模块，并进而传输给微控制器来控制自动驾驶仪。
[0017]微控制器连接惯性测量器模块，定时高频率的读取加速度与角速度数据后进行数字低通滤波。惯性测量器模块通过SPI接口连接微控制器，当系统数据准备完成时发出中断信号，微控制器自动完成数据读取，保证每次读取数据都是在系统数据准备好之后立刻读取，不会出现数据未更新即读取，也不会出现读取上一时刻的传感器数据。微控制器通过使用DMA通道来完成数据的传输工作以保证高速读取惯性测量单元数据的准确性和及时性，并保证系统不会大量1操作而浪费CPU计算资源。微控制器读取磁场传感器与气压传感器数据采集后进行数据滤波，为并计算出地磁磁航向和静压高度因磁传感器和气压传感器都是低采样率设备且单次传输数据量小，系统为节约硬件资源和系统时间开销两方面综合考虑，微控制器直接使用1模拟SPI接口操作完成系统数据读取，微控制器融合所有传感器数据计算出当前自动驾驶仪姿态。
[0018]Edison模块连接微控制器，从微控制器端读取当前微控制器计算出的当前的速度、位置和姿态数据，Edison模块通过无线网络连接到终端设备，将无人机自动驾驶仪当前飞行状态显示在终端。用户通过移动设备发送飞行姿态指令至Edison模块，Edison模块接收移动终端指令并将当前的姿态数据作为控制指令发送至微控制器，微控制器通过控制律计算出PWM输出信号驱动伺服设备改变无人机姿态，自动完成这一控制指令。
[0019]以上所述仅是本实用新型的实施方式，再次声明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进，这些改进也列入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，其特征在于:包括微控制器、惯性测量器模块、气压传感器模块、磁场传感器模块、GPS模块、输出模块和Edison模块，所述惯性测量器模块的输出端通过串行外设接口与微控制器的输入端连接，气压传感器模块的输出端通过串行外设接口与为控制的输入端连接，磁场传感器模块的输出端通过串行外设接口与微控制器的输入端连接，所述GPS模块与微控制器进行通讯连接，所述输出模块与微控制器连接，且根据系统类型的不同自动输出不同频率的PWM控制信号，所述Edison模块与微控制器进行双向串行连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，其特征在于:还包括移动终端设备，所述移动终端设备与Edison模块双向通讯连接，用于将终端设备上的控制信息发送至Edison模块，并进而传输给微控制器来控制自动驾驶仪。
3.根据权利要求1所述的一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，其特征在于:所述微控制器的型号为STM32F427。
4.根据权利要求1所述的一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，其特征在于:所述惯性测量器的型号为MPU6000。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于Edison的无人机自动驾驶仪，包括微控制器、惯性测量器模块、气压传感器模块、磁场传感器模块、GPS模块、输出模块和Edison模块，所述惯性测量器模块、气压传感器模块和磁场传感器模块的输出端通过串行外设接口与微控制器的输入端连接，所述GPS模块与微控制器进行通讯连接，所述输出模块与微控制器连接，且根据系统类型的不同自动输出不同频率的PWM控制信号，所述Edison模块与微控制器进行双向串行连接。本实用新型的自动驾驶仪通电后，Edison模块发送至微控制器飞行控制命令，微控制器进而解算输出频率、控制频率和控制类型，同时采集各模块的数据，处理数据计算出当时自驾仪姿态，具有高精度、可靠性并满足便捷、通用的特点。
【IPC分类】G05D1-10
【公开号】CN204347615
【申请号】CN201420869192
【发明人】任斌, 王陈, 刘述超
【申请人】成都纵横自动化技术有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月31日