CN206515697U - 一种无人机飞行控制***及应用该控制***的无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机飞行控制***，包括：飞控主***、飞行管理***、电调和电池；飞控主***包括主控器、第一电源管理模块和飞行状态信息采集模块；电调分别与电池、主控器连接，电池与第一电源管理模块连接，第一电源管理模块、主控器和飞行状态信息采集模块皆连接在第一CAN总线上；飞行管理***包括飞行管理模块，飞行管理模块通过第二CAN总线与主控器连接；飞行管理模块上连接有外设。该无人机飞行控制***，结构简单，体积小，提高了主控器的扩展能力，降低了飞控故障率，大幅提高了飞行控制***的可靠性，有利于无人机保持稳定飞行姿态。

Description

一种无人机飞行控制***及应用该控制***的无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机飞行控制***及应用该控制***的无人机。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。目前，随着科技的发展，无人机技术日趋成熟，无人机以其速度快、操作灵活的特点被广泛应用。民用领域中，地图测绘无人机、地质勘测无人机、灾害监测无人机、气象探测无人机、空中交通管制无人机、边境控制无人机、通信中继无人机、农药喷洒无人机、救援无人机的研究和应用在国内外都在不断的发展中。

飞行控制***是无人机的重要组成部分，主要执行无人机的飞行姿态计算、飞行航线控制、飞行数据反馈，以及在飞行过程中执行相关的飞行任务；飞行控制***是无人机的行动中枢，其稳定性决定着无人机整个飞行过程的安全性。

现有技术中，由于飞行控制***的主控器连接的负载较多，可扩展性较差，可靠性较低，故障率较高，在某种程度上影响了无人机的稳定运行。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种无人机飞行控制***，其具有较好的扩展能力，可靠性高，能够保持无人机的稳定运行。

为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案：一种无人机飞行控制***，包括：

飞控主***、飞行管理***、电调和电池；

所述飞控主***包括主控器、第一电源管理模块和飞行状态信息采集模块；所述电调分别与电池、主控器连接，所述电池与第一电源管理模块连接，所述第一电源管理模块、主控器和飞行状态信息采集模块皆连接在第一CAN总线上；

所述飞行管理***包括飞行管理模块，所述飞行管理模块通过第二CAN总线与主控器连接；所述飞行管理模块上连接有外设。

本实用新型提供的无人机飞行控制***结构简单，体积小，具有较好的扩展能力，设有飞行管理***，将部分***设备连接至飞行管理模块上，减少连接至主控器上的负载，保证了飞控***的稳定性。

需要说明的是，主控器是飞行控制***的核心，通过飞行状态信息采集模块、遥控器接收机等接入飞控主***，从而实现无人机自主飞行功能，所述主控器还具有记录飞行数据的黑匣子功能，且能通过USB接口进行飞行参数的调节和***的升级。电调可以根据飞行控制***的控制信号调节电机的转速。

进一步的，所述飞行状态信息采集模块包括GPS模块、飞行状态指示灯模块和惯性测量单元。所述惯性测量单元用于采集无人机的飞行状态信息，包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压计、三轴磁罗盘等。飞行状态指示灯模块用于无人机飞行状态的显示和预警。

进一步的，所述飞控主***还包括OSD模块和DCU模块，所述OSD模块和DCU模块分别连接在第一CAN总线上。

OSD模块即视频叠加***，用于将无人机的飞行状态（各个模块的数据）整合其上，再把监控的数据送至终端（遥控器的是显示屏），并叠加至图传的图像上。

DCU模块，即数控单元，主要用于植保无人机的飞行控制***中，处理喷灌过程的数据反馈，动作信号等。同时将液位数据转化为喷灌量，进一步将喷灌量与飞行速度关联，实现喷药量与作业面积的统一，最后将这种数据关联带入到植保作业功能过程中。

进一步的，所述飞行管理模块内包括处理器，所述处理器分别与外设、主控器连接，所述外设包括4G模块、SD存储卡、USB数据导出模块以及网口模块。SD存储卡、USB数据导出模块用于数据记录及导出，可以存储无人机飞行的相关数据，用户可以根据存储的数据分析飞行状态质量。

进一步的，所述飞行管理***还包括第二电源管理模块，所述第二电源管理模块与电池电连接，所述飞行管理模块与第二电源管理模块连接。

如果直接将飞行管理模块连接在第一电源管理模块上，由于飞行管理模块连接有多个负载，第一电源管理模块容易出现故障，从而影响飞控主***的正常工作，造成飞行控制***难以保持稳定运行。采用双电源管理模块，将飞行管理模块连接至第二电源管理模块上，电池通过第二电源管理模块为飞行管理模块供电，即使第二电源管理模块出现故障也不会影响飞控主***的正常工作，提高了飞控主***的抗干扰能力。

进一步的，所述第一电源管理模块和第二电源管理模块内皆设有DC/DC 降压电路。

在电源管理模块内设有DC/DC 降压电路，能够有效转换、控制和调节输出的电压，为后续电路提供可靠稳定电压，保证电路的工作稳定。

进一步的，还包括MOS管，所述MOS管连接在电池与DC/DC 降压电路之间。

作为优选，所述MOS管采用的型号为STL7N10F7。

作为优选，所述飞行管理模块的处理器型号为I.MX6Q。

作为优选，所述主控器为MCU，型号为STM32F103T8U6。

本实用新型还提供了一种无人机，应用上述无人机飞行控制***。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本实用新型提供的无人机飞行控制***，结构简单，体积小，降低了成本，提高了主控器的扩展能力，降低了飞控故障率，大幅提高了飞行控制***的可靠性，有利于无人机保持稳定飞行姿态。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，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作出创造性 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。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1：

本实施例提供了一种无人机飞行控制***，包括：飞控主***、飞行管理***、电调和电池；

如图1所示，所述飞控主***包括主控器、第一电源管理模块和飞

行状态信息采集模块；所述电调分别与电池、主控器连接，所述电池与第一电源管理模块连接，所述第一电源管理模块、主控器和飞行状态信息采集模块皆连接在第一CAN总线上；所述第一电源管理模块为主控器和飞行状态信息采集模块供电。

所述飞行管理***包括飞行管理模块，所述飞行管理模块通过第二CAN总线与主控器连接；所述飞行管理模块上连接有外设。所述飞行管理模块的处理器型号为I.MX6Q。

在本实施例中，所述飞行状态信息采集模块包括GPS模块、飞行状态指示灯模块和惯性测量单元。所述惯性测量单元用于采集无人机的飞行状态信息，包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压计、三轴磁罗盘等。飞行状态指示灯模块用于无人机飞行状态的显示和预警。

所述飞控主***还包括OSD模块和DCU模块，所述OSD模块和DCU模块分别连接在第一CAN总线上。所述第一电源管理模块为OSD模块和DCU模块供电。

在本实施例中，为了便于用户可以根据存储的数据分析飞行状态质量，所述飞行管理模块内包括处理器，所述处理器分别与外设、主控器连接，所述外设包括4G模块、SD存储卡、USB数据导出模块以及网口模块。SD存储卡、USB数据导出模块用于数据记录及导出，可以存储无人机飞行的相关数据。

具体工作原理如下：主控器接收来自三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压计、三轴磁罗盘、GPS模块等的数据，通过数据信息融合，生成控制信号，产生无人机飞行的控制命令；其中，OSD模块将飞控主***各个模块的数据整合其上，再把监控的数据送至终端，并叠加至图传的图像上；如果是植保无人机，DCU模块处理喷灌过程的数据反馈、动作信号等。同时将液位数据转化为喷灌量，进一步将喷灌量与飞行速度关联，实现喷药量与作业面积的统一，最后将这种数据关联带入到植保作业功能过程中。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述飞行管理***还包括第二电源管理模块，所述第二电源管理模块与电池电连接，所述飞行管理模块与第二电源管理模块连接。采用双电源管理模块，将飞行管理模块连接至第二电源管理模块上，电池通过第二电源管理模块为飞行管理模块供电，即使第二电源管理模块出现故障也不会影响飞控主***的正常工作。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，所述第一电源管理模块和第二电源管理模块内皆设有DC/DC 降压电路。设有DC/DC 降压电路，能够有效转换、控制和调节输出的电压，为后续电路提供可靠稳定电压，保证电路的工作稳定。

实施例4：

在实施1或2或3的基础上，还包括MOS管，所述MOS管连接在电池与DC/DC 降压电路之间。所述MOS管采用的型号为STL7N10F7，通过设有MOS管对电路起到防反接保护作用。

实施例5：

本实施例还提供了一种无人机，应用上述实施例提供的无人机飞行控制***。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机飞行控制***，其特征在于，包括：

飞控主***、飞行管理***、电调和电池；

所述飞控主***包括主控器、第一电源管理模块和飞行状态信息采集模块；所述电调分别与电池、主控器连接，所述电池与第一电源管理模块连接，所述第一电源管理模块、主控器和飞行状态信息采集模块皆连接在第一CAN总线上；

所述飞行管理***包括飞行管理模块，所述飞行管理模块通过第二CAN总线与主控器连接；所述飞行管理模块上连接有外设。

2.根据权利要求1所述的无人机飞行控制***，其特征在于，所述飞行状态信息采集模块包括GPS模块、飞行状态指示灯模块和惯性测量单元。

3.根据权利要求1所述的无人机飞行控制***，其特征在于，所述飞控主***还包括OSD模块和DCU模块，所述OSD模块和DCU模块分别连接在第一CAN总线上。

4.根据权利要求1所述的无人机飞行控制***，其特征在于，所述飞行管理模块内包括处理器，所述处理器分别与外设、主控器连接，所述外设包括4G模块、SD存储卡、USB数据导出模块以及网口模块。

5.根据权利要求1或4所述的无人机飞行控制***，其特征在于，所述飞行管理***还包括第二电源管理模块，所述第二电源管理模块与电池电连接，所述飞行管理模块与第二电源管理模块电连接。

6.根据权利要求5所述的无人机飞行控制***，其特征在于，所述第一电源管理模块和第二电源管理模块内皆设有DC/DC 降压电路。

7.根据权利要求6所述的无人机飞行控制***，其特征在于，还包括MOS管，所述MOS管连接在电池与DC/DC 降压电路之间。

8.根据权利要求7所述的无人机飞行控制***，其特征在于，所述MOS管采用的型号为STL7N10F7。

9.根据权利要求1所述的无人机飞行控制***，其特征在于，所述飞行管理模块的处理器型号为I.MX6Q。

10.一种无人机，其特征在于，应用权利要求1～9任意一项中所述无人机飞行控制***。