一种动态飞行性能测试的机载组件设备及系统的制作方法

本实用新型涉及性能测试技术领域，更具体的说，是涉及一种动态飞行性能测试的机载组件设备及系统。

背景技术：

随着无人机技术的不断进步，其性能越来越好，实现的功能日益丰富。对于无人机系统各机载设备的安全性、可靠性日益引起人们的关注，而随着大量民用无人机的上市，监管缺失直接体现。由于现在的无人机测试标准尚未统一，测试参数和性能判断指标也由于无人机的实际使用场景不同而存在差异，如，交通管理，电力巡线，地质勘查等等，因此需要建立第三方测试监管机构，构建一套全面的无人机地面综合测试平台已越来越重要且急迫。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种动态飞行性能测试的机载组件设备及系统，通过将该系统采用实际挂飞，可以开展第三方测试，且能够获得独立于无人机之外的相应的被测参数。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种动态飞行性能测试的机载组件设备，包括：

通过传感器实时采集无人机在飞行过程中的数据信息，并将所述数据信息打包处理，作为动态飞行性能测试的输入数据的传感模块；

与所述传感模块相连接，对所述传感模块的参数数据进行采集并解码的解码模块；

与所述解码模块相连接，对所述解码模块中解码的所述参数数据进行存储的存储模块；

分别与所述传感模块和所述解码模块相连，为所述传感模块和所述解码模块提供电源的供电模块。

优选的，还包括：结构壳体，所述结构壳体为一体化且流线设计。

其中，所述传感模块为基于微机电系统MEMS组合导航系统的传感器组。

其中，所述传感器组包括：MEMS陀螺、加速度计、北斗/GPS接收机、导航计算机。

其中，所述存储模块为所述机载组件设备的内部存储器或外部存储设备。

其中，所述供电模块为标准锂电池电池组，其电压输出标准根据所述机载组件设备的内部电路需求设定。

一种动态飞行性能测试系统，包括：上述所述的机载组件设备，还包括：

与所述机载组件设备相连接，进行数据回放的上位机。

其中，所述上位机为PC机、台式机或平板电脑。

其中，所述上位机为便携加固数据回放设备。

其中，所述上位机为高性能试验数据回放与处理设备。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开了一种动态飞行性能测试的机载组件设备及系统，该机载组件设备包括：通过传感器实时采集无人机在飞行过程中的数据信息，并将数据信息打包处理，作为动态飞行性能测试的输入数据的传感模块；与传感模块相连接，对传感模块的参数数据进行采集并解码的解码模块；与解码模块相连接，对解码模块中解码的参数数据进行存储的存储模块；分别与传感模块和解码模块相连，为传感模块和解码模块提供电源的供电模块。本实用新型提供机载组件设备挂载至无人机，随无人机开展实飞测试，测试过程中，机载组件电气系统完全独立于被测无人机电气系统，由自身供电模块开展供电，传感器模块中的各传感器实时采集包括三轴向加速度、经纬高等相关参数，经解码模块解算处理，将各参数转化为数字量形式存储至存储模块，无人机按照飞行轨迹完成飞行程序降落后，通过离线下载或在线下载的方式进行数据回读，回读至地面数据回放与处理设备，进行数据处理分析，根据测试参照的标准化判据，出具性能测试结论。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种动态飞行性能测试的机载组件设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的传感模块101的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的解码模块102的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种动态飞行性能测试的机载组件设备结构的具体示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种动态飞行性能测试系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅附图1，图1为本实用新型实施例提供的一种动态飞行性能测试的机载组件设备结构示意图。如图1所示，本实用新型公开了一种动态飞行性能测试的机载组件设备，该机载组件设备具体包括如下：

机载组件设备实现在无人机飞行过程中，对无人机飞行高度、速度、姿态、GPS等被测试检测项进行采集、存储。无人机飞行结束后，使用地面数据回放与处理设备将飞行数据进行在线卸载和离线卸载，然后对被测试检测数据回放分析。机载组件按照功能划分，可具体划分为传感模块101、解码模块102、存储模块103和供电模块104，以及结构壳体105。

传感模块101通过传感器实时采集无人机在飞行过程中的数据信息，并将数据信息打包处理，作为动态飞行性能测试的输入数据；其中，数据信息包括：无人机的当前速度、无人机的当前加速度、无人机的当前位置以及无人机的当前姿态信息。

具体的，请参阅附图2，图2为本实用新型实施例提供的传感模块101的具体结构示意图。如图2所示，传感模块101作为测试系统的核心部件，其通过各传感器实时采集无人机在飞行过程中的速度、加速度、位置、姿态信息，并将数据打包处理，作为动态飞行性能测试的输入数据，是无人机测试系统测试性能可靠与否的重要技术保证，其中，传感器为基于微机电系统MEMS组合导航系统的传感器组，该传感器组主要包括：MEMS陀螺、三轴向加速度计、北斗/GPS接收机、导航计算机等组成的高性能组合导航系统，基于陀螺、加速度计的惯性导航和惯性/卫星组合导航计算，能够测量载体的航向、俯仰、滚动、速度、位置等信息。采用高性能算法，具备动基座对准、惯导/卫星组合导航、惯导/里程计航迹推算、自主零速修正、自标定等功能。

与传感模块101相连接，对传感模块101的参数数据进行采集并解码的解码模块102；

具体的，解码模块102实线对传感模块101的参数采集，将采集数据存储至存储模块103中，请参阅附图3，图3为本实用新型实施例提供的解密模块102的具体结构示意图。如图3所示，解码模块102包括：电压转换单元、中央处理器MCU以及以太网芯片PHY，如图3所示，三轴向加速度计与MCU的SPI接口相连，采集三轴向加速度计的数据信息，以太网芯片PHY与MCU的RMII接口相连，实现数据的在线下载，而MCU的USB接口可以实现数据的离线下载，即离线下载，MCU还包括：UART、IO接口、FSMC接口、I2C接口以及UART接口。

与解码模块102相连接，对解码模块102中解码的参数数据进行存储的存储模块103；

具体的，存储模块103可以为机载组件设备的内部存储器或外部存储设备。

存储模块103为无人机飞行过程中飞行高度、速度、姿态、GPS等被测试检测项的存储介质；在无人机飞行结束后，将存储模块取出或在机载组件设备内部直接下载，通过地面数据回放与处理设备读取无人机飞行过程中的被测试检测项数据，通过回放软件可以列表、图像的形式显示被测试检测项。

分别与传感模块101和解码模块102相连接，为传感模块101和解码模块102提供电源的供电模块104。

具体的，供电模块104为标准锂电池电池组，其电压输出标准根据机载组件设备的内部电路需求设定。

机载组件设备供电模块采用标准锂电池电池组的形式，电压输出标准根据实际内部电路需求而定，通用性要求是需要满足实际飞行测试时间，如被测无人机标称续航时间为X_h，则供电模块电池容量计算要求至少大于续航时间X_h。

供电模块104与解码模块102是通过电压转换单元将电压进行电压转换后供给解码模块102实现工作的。

优选的，该机载组件设备还包括：结构壳体105，结构壳体105为一体化且流线设计。

结构壳体遵循一体化设计，在设计过程中，需要兼顾减重、防护、电磁兼容等多项内容，设计中需考虑流线设计理念，减小风阻对被测对象的飞行影响。

本实用新型公开了一种动态飞行性能测试的机载组件设备，该机载组件设备包括：通过传感器实时采集无人机在飞行过程中的数据信息，并将数据信息打包处理，作为动态飞行性能测试的输入数据的传感模块；与传感模块相连接，对传感模块的参数数据进行采集并解码的解码模块；与解码模块相连接，对解码模块中解码的参数数据进行存储的存储模块；分别与传感模块和解码模块相连，为传感模块和解码模块提供电源的供电模块。本实用新型提供机载组件设备挂载至无人机，随无人机开展实飞测试，测试过程中，机载组件电气系统完全独立于被测无人机电气系统，由自身供电模块开展供电，传感器模块中的各传感器实时采集包括三轴向加速度、经纬高等相关参数，经解码模块解算处理，将各参数转化为数字量形式存储至存储模块，无人机按照飞行轨迹完成飞行程序降落后，通过离线或在线的方式进行数据回读，回读至地面数据回放与处理设备，进行数据处理分析，根据测试参照的标准化判据，出具性能测试结论。

具体的，请参阅附图4，图4为本实用新型实施例提供的一种动态飞行性能测试的机载组件设备的具体结构示意图。如图4所示，具体的，该动态飞行性能测试的机组组件设备中的各模块之间的连接关系如图所示，传感模块101与MCU的UART或IO接口相连，三轴向加速度计通过SPI接口相连，其他接口通过MCU的UART接口相连，GPS通过MCU的I2C接口相连，传感模块101直接可以与供电模块104相连，由供电模块104直接给传感模块101供电。解码模块102通过其特有的电压转换单元与供电模块104相连，供电模块104通过电压单元模块将电压转换为解码模块102可以使用的电压等级进行供电。MCU的RMII接口与以太网接口PHY相连，实现相关数据的在线下载，MCU的USB接口可以直接插入从USB模式，实现相关数据的离线下载。存储模块103通过FSMC接口与MCU相连，实现相关数据的存储。

请参阅附图5，图5为本实用新型实施例提供的一种动态飞行性能测试系统结构示意图。如图5所示，本实用新型还公开了一种动态飞行性能测试系统，包括：上述的机载组件设备301，还包括：与机载组件设备301相连接，进行数据回放的上位机302。

其中，上位机302可以为PC机、台式机或平板电脑。

其中，上位机302可以为便携加固数据回放设备或高性能试验数据回放与处理设备。

如图5所示，图5中描述的存储模块可以为外部存储设备，机载组件设备进行挂载数据采集，随无人机进行实飞测试，测试过程中采集的数据也可以同时存储至外部存储设备和内部存储器中，存储在外部存储设备中可以直接在实飞结束后，取下外部存储设备进行数据的离线下载；存储在内部存储器中可以在实飞过程或结束后，通过离线或在线网络进行数据的在线下载。

动态性能测试软件可以无差别的运行于上位机设备之上，对于上位机的差别就是性能的高低，影响数据处理的快慢，观测数据的细节。

功能：动态性能测试软件就是对测试数据进行解析、判定、出具测试报告的处理软件；上位机就是动态性能测试软件运行的不同性能、不同结构形式的计算机平台。

为保障外场飞行测试，配置便携加固数据回放与处理设备、PC机或平板电脑；内场配置高性能试验数据回放与处理设备或台式机，可以保障数据下载与处理性能。

本技术方案中机载组件挂载至无人机，随无人机进行实飞测试，测试过程中，机载组件电气系统完全独立于被测无人机电气系统，由自身供电模块进行供电，传感器模块中的各传感器实时采集包括三轴向加速度、经纬高等相关参数，经解码模块解算处理，将各参数转化为数字量形式存储至存储模块，无人机按照飞行轨迹完成飞行程序降落后，通过离线下载的形式进行数据回读，回读至上位机进行数据处理分析，根据测试参照的标准化判据，出具性能测试结论。

综上所述，本实用新型公开了一种动态飞行性能测试的机载组件设备及系统，该机载组件设备包括：通过传感器实时采集无人机在飞行过程中的数据信息，并将数据信息打包处理，作为测动态飞行性能测试的输入数据的传感模块；与传感模块相连接，对传感模块的参数数据进行采集并解码的解码模块；与解码模块相连接，对解码模块中解码的参数数据进行存储的存储模块；分别与传感模块和解码模块相连，为传感模块和解码模块提供电源的供电模块。本实用新型提供机载组件设备挂载至无人机，随无人机进行实飞测试，测试过程中，机载组件电气系统完全独立于被测无人机电气系统，由自身供电模块进行供电，传感器模块中的各传感器实时采集包括三轴向加速度、经纬高等相关参数，经解码模块解算处理，将各参数转化为数字量形式存储至存储模块，无人机按照飞行轨迹完成飞行程序降落后，通过离线或在线的方式进行数据回读，回读至地面数据回放与处理设备，进行数据处理分析，根据测试参照的标准化判据，出具性能测试结论。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上结合附图对本实用新型所提出的方法进行了示例性描述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，如前后桥都有电机参与驱动的混合动力系统等。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。