一种无人机控制装置的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机控制装置。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反复使用多次，广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。

目前，随着无人机技术的逐步成熟，无人机的应用范围非常广泛，但是大部分商品飞控都为闭源的，不能进行开发，开源的飞控也非常难开发，需要掌握大量的计算机语言知识，而且为了想要无人机按照自己的想法去飞行，必须要对飞控进行控制，所以就通过开发板模拟遥控接收机的信号来控制飞控从而控制飞行器。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种无人机控制装置，用以解决现有技术中存在的问题。

一种无人机控制装置，包括单片机和飞行控制器，所述单片机与所述飞行控制器均安装在无人机上，且二者有线电性连接，所述单片机中存储有预先输入的飞行控制程序。

较佳地，所述单片机为STM32F103RCT6，所述飞行控制器为PIXHAWK----TXS0108eFN20。

较佳地，所述单片机的引脚PA6与所述飞行控制器的引脚CH3连接，所述单片机的引脚PA7与所述飞行控制器的引脚CH4连接，所述单片机的引脚PB0与所述飞行控制器的引脚CH2连接，所述单片机的引脚PB1与所述飞行控制器的引脚CH1连接，所述单片机的引脚VDD连接电源，所述单片机的引脚VSS接地；

所述飞行控制器的引脚B1串联电阻R905后与电机接口J901-7连接，所述飞行控制器的引脚B2串联电阻R914后与电机接口J901-10连接，所述飞行控制器的引脚B3串联电阻R906后与电机接口J901-13连接，所述飞行控制器的引脚B4串联电阻R915后与电机接口J901-16连接，所述飞行控制器的引脚B5串联电阻R907后与电机接口J901-19连接，所述飞行控制器的引脚B6串联电阻R9016后与电机接口J901-22连接，所述飞行控制器的引脚B7串联电阻R908后与电机接口J901-25连接，所述飞行控制器的引脚B8串联电阻R917后与电机接口J901-28连接，所述飞行控制器的引脚VCCA和引脚VCCB串联后通过电容C903接地，所述飞行控制器的引脚GND接地。

较佳地，所述飞行控制程序用于控制无人机的油门大小、偏航方向、俯仰方向和横滚方向。

本实用新型有益效果：本实用新型大大降低了开发无人机的难度，不需要很多的专业知识，只需要了解计算机语言就可以对无人机进行开发，通过编写简单程序就可以直接控制无人机的飞行状态，也不需要读懂上万行的飞控源码，就可以实现对无人机的开发，同时面向人群非常广泛，适用市场开阔。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的电路结构示意图；

图2为本实用新型对比例提供的遥控器接收机的输出信号波形图；

图3为本实用新型实施例提供的单片机模拟的遥控信号波形图；

图4为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为0％时的信号波形图；

图5为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为25％时的信号波形图；

图6为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为50％时的信号波形图；

图7为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为75％时的信号波形图；

图8为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为100％时的信号波形图；

图9为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值与信号占空比的关系图。

具体实施方式

下面结合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、完整的描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参照图1，本实用新型提供了一种无人机控制装置，包括单片机和飞行控制器，所述单片机与所述飞行控制器均安装在无人机上，且二者有线电性连接，所述单片机中存储有预先输入的飞行控制程序，所述飞行控制程序用于控制无人机的油门大小、偏航方向、俯仰方向和横滚方向。

所述单片机为STM32F103RCT6，所述飞行控制器为PIXHAWK----TXS0108eFN20。

所述单片机的引脚PA6与所述飞行控制器的引脚CH3连接，用于无人机的俯仰方向控制，所述单片机的引脚PA7与所述飞行控制器的引脚CH4连接，用于无人机的翻滚方向控制，所述单片机的引脚PB0与所述飞行控制器的引脚CH2连接，用于无人机的偏航方向控制，所述单片机的引脚PB1与所述飞行控制器的引脚CH1连接，用于无人机的油门大小控制，所述单片机的引脚VDD连接电源，所述单片机的引脚VSS接地。

所述飞行控制器的引脚B1串联电阻R905后与电机接口J901-7连接，所述飞行控制器的引脚B2串联电阻R914后与电机接口J901-10连接，所述飞行控制器的引脚B3串联电阻R906后与电机接口J901-13连接，所述飞行控制器的引脚B4串联电阻R915后与电机接口J901-16连接，所述飞行控制器的引脚B5串联电阻R907后与电机接口J901-19连接，所述飞行控制器的引脚B6串联电阻R9016后与电机接口J901-22连接，所述飞行控制器的引脚B7串联电阻R908后与电机接口J901-25连接，所述飞行控制器的引脚B8串联电阻R917后与电机接口J901-28连接，所述飞行控制器的引脚VCCA和引脚VCCB串联后通过电容C903接地，所述飞行控制器的引脚GND接地，用于采用八个电机为无人机供电。

参照图2，为本实用新型对比例提供的遥控器接收机的输出信号波形图，该图中是信号周期为20ms的方波；

参照图3，本实用新型实施例提供的单片机模拟的遥控信号波形图，对比图1和图2可得，单片机可以大致模拟出与遥控器接收机相同的信号波形图；

以前，要想控制无人机必须将遥控器的接收机与无人机的飞行控制器连接，如果想要无人机自主飞行，则必须修改无人机飞行控制器的代码，但是飞控源码有上万行，难度非常大，而且有的飞控根本不能修改源码,所以本实用新型就将单片机与飞行控制器控连接，从而通过程序控制无人机的油门值、偏航方向、俯仰和翻滚，最终达到自主飞行的目的。

参照图4，为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为0％时的信号波形图，将单片机与示波器连接，当油门值为0％时，占空比duty*为5.49％。

参照图5，为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为25％时的信号波形图，当油门值为25％时，占空比duty*6.52％。

参照图6，为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为50％时的信号波形图，当油门值为50％时，占空比duty*7.50％。

参照图7，为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为75％时的信号波形图，当油门值为75％时，占空比duty*8.51％。

参照图8，为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值为100％时的信号波形图，当油门值为100％时，占空比duty*9.49％。

参照图9，为本实用新型实施例提供的一种无人机控制装置的油门值与信号占空比的关系图，从该图中可以看出，油门量与信号占空比大致呈线性关系。

通过改变信号方波高电平的持续时间，就可以改变接收机的输入量，从而控制飞行器，通过模拟遥控器的输出信号pwm波，将信号线接入飞控的输入，开发板中可以编写简单的程序控制信号量的输出，所要模拟的pwm波是周期为20ms，高电平在0.5ms-2.5ms之间。具体是通过改变程序中延迟的时间，从而改变pwm波的占空比来使飞控识别出信号的大小，就可以按照自己设计的程序来控制无人机进行自主飞行的方法。

其中，通过STM32F103RCT6实现对PIXHAWK Servo output(飞行控制器伺服输出)的pwm控制：

(1)、通过定时器的四路通道产生pwm信号做相应姿态控制

(2)、4路pwm输入控制，按键作为变化信号，改变pwm占空比，实现姿态变换；

(3)、由于飞控所能识别的pwm周期20ms，占空比5.5％--9.5％，以此为设计依据；

(4)、通过按键选择进行测试部分，五个按键飞控可识别pwm范围内实现四次需求变化5.5％，6.6％，7.5％，8.5％，9.5％，通过大量实验测试，发现实验效果良好。

综上所述，本实用新型大大降低了开发无人机的难度，不需要很多的专业知识，只需要了解计算机语言就可以对无人机进行开发，通过编写简单程序就可以直接控制无人机的飞行状态，也不需要读懂上万行的飞控源码，就可以实现对无人机的开发，同时面向人群非常广泛，适用市场开阔。

以上公开的仅为本实用新型的一个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。