[發明專利]無人機的自動駕駛儀

無效

• 申請號: 201110391049.0
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102431643A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 谷新宇;吳佳楠
• 申請（專利權）人: 中國南方航空工業（集團）有限公司
• 主分類號: B64C13/18
• 分類號: B64C13/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發明涉及無人機領域，特別地，涉及一種無人機的自動駕駛儀。

背景技術

小型無人機以其體積小，在執行任務時隱蔽性好，機動靈活，便于部署，成本低廉，便于攜帶等特點，在低空軍事偵察、火力支援、目標搜索、中繼通訊、航空攝影、氣象災害監測以及道路交通監控等各領域都有著廣泛的應用前景。隨著應用領域向無人機小型化上的拓展，對小型無人機精確制導和控制也提出了更高的要求，為小型無人機設計一種體積小、低成本、低功耗、高精度、高集成度和高可靠性的自動駕駛儀是小型無人機發展的關鍵技術之

就目前國內的研究現狀來看，大多數自動駕駛儀采用的是機械陀螺加GPS接收機組成的INS/GPS飛行控制與導航系統，此類系統功耗大、體積和重量大，均不適合小型無人機使用。

發明內容

本發明目的在于提供一種無人機的自動駕駛儀，以解決現有的駕駛儀系統功耗大、體積和重量過大的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種無人機的自動駕駛儀，包括：駕駛儀殼體、設置在駕駛儀殼體內飛機控制器和傳感器系統，在駕駛儀殼體上設置有電源接口，傳感器系統與飛機控制器電連接；飛機控制器內設置有雙DSP控制芯片和數據接口，雙DSP控制芯片內集成有飛機控制軟件；傳感器系統包括三軸慣性傳感器、GPS接收機、電子羅盤、大氣動壓傳感器、大氣靜壓傳感器。

進一步地，數據接口包括電動機接口、左尾舵機接口、右尾舵機接口、左副翼舵機接口、右副翼舵機接口、回收傘舵機接口和相應接口電路；數據接口采用PWM方式控制電動機和相對應的舵機。

進一步地，大氣動壓傳感器上設置有兩個動壓通氣孔，兩個動壓通氣孔通過管道延伸到駕駛儀殼體外；大氣靜壓傳感器上設置有一個靜壓通氣孔，靜壓通氣孔通過管道延伸到駕駛儀殼體外；飛機控制器通過模擬量方式控制大氣動壓傳感器和大氣靜壓傳感器。

進一步地，大氣動壓傳感器為雙向壓差傳感器，大氣動壓傳感器中設置有檢測膜片，兩個動壓通氣孔將壓力施加在檢測膜片的兩邊，通過檢測膜片的變形確定小型無人機的空速。

進一步地，自動駕駛儀還包括姿態傳感器、航向傳感器和高度傳感器，姿態傳感器的輸出精度小于2.5°，航向傳感器的輸出精度小于1.5°，高度傳感器的輸出精度小于40m。

進一步地，駕駛儀殼體內還設置有轉接盒，轉接盒電連接在飛機控制器和傳感器系統上，電源接口與轉接盒電連接。

進一步地，轉接盒上電連接有一個轉接板，電源接口通過轉接板電連接在轉接盒上。

本發明具有以下有益效果：本發明的自動駕駛儀將飛機控制器和多個傳感器集成在駕駛儀的殼體內，使得駕駛儀的體積大大減小，功耗降低；另一方面，該飛機控制器采用雙DSP控制芯片，使得駕駛儀的控制精度和可靠性大大提高。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明優選實施例的自動駕駛儀外觀結構示意圖；以及

圖2是本發明優選實施例的自動駕駛儀內部系統組成示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

參見圖1和圖2，一種無人機的自動駕駛儀，包括駕駛儀殼體1、設置在駕駛儀殼體1內的飛機控制器2、傳感器系統3和轉接盒6。在駕駛儀殼體1上設置有電纜通孔7和電源接口5。飛機控制器2和傳感器系統3的輸入和輸出數據信號均通過數據接口4與自動駕駛儀上的電纜通孔7連接，電源接口5為自動駕駛儀與電源的連接通道，通過電源接口5給飛機控制器2、傳感器系統3以及自動駕駛儀外部的飛機舵機供電。

飛機控制器2內設置有雙DSP控制芯片和相應接口電路，雙DSP控制芯片內集成有飛機控制軟件。飛機控制軟件包括姿態控制程序、通訊程序、故障診斷程序和航跡控制程序。工作過程中，飛機控制器2根據控制律反饋、飛行監控等要求，測量出飛機姿態、三軸角速率、飛行航向、飛行高度、飛行速度、飛機位置、電動機轉速、電流和輸出功率等信號，并給無人機的各執行機構發出執行指令。