[發明專利]無人機自動駕駛儀

無效

• 申請號: 201210497642.8
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102968123A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 邢贏;宋曉明;韓桂琴;佟霞;齊欣;褚玲玲
• 申請（專利權）人: 沈陽航天中測科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 姜婷婷

技術領域

?本發明涉及一種自動駕駛儀，尤其涉及一種無人機自動駕駛儀，特別適用于小型無人機。

背景技術

無人機作為自動化導航技術應用的一個高端產品，代表了自動化導航技術及其應用的發展前沿。

自動駕駛儀是無人機的“大腦”，無人機的幾乎所有動作都要依靠它來控制完成，因此，自動駕駛儀無疑是無人機的組成核心，更是無人機控制技術的研究核心。要進行無人機自動駕駛儀的設計研究，必須設計一個飛行系統硬件板，在此基礎上進行調試開發，最終安裝在無人機上。

目前，能在小型無人機上成功運行的自動駕駛儀種類較少，主要存在數據處理速度和控制響應速度慢的問題，而且飛行不穩定。

發明內容

本發明針對上述現有技術中存在的問題，提供了一種無人機自動駕駛儀，解決了現有技術中無人機自動駕駛儀數據處理速度和控制響應速度慢的問題，而且飛行穩定。

本發明的技術方案如下：

包括駕駛儀硬件板，硬件板上設有電源接口及外部轉接線；硬件板上設置雙CPU、姿態傳感器組及伺服機構，CPU包括第一微處理器和第二微處理器,第一微處理器設有飛行控制模塊，第二微處理器設有計算飛行器姿態信息的姿態解算模塊；姿態傳感器組的測量信號經傳感器外圍電路處理后，經A/D轉換器轉換為數字信號后輸入到第二微處理器,第二微處理器對飛機姿態參數進行解算之后，通過內部SPI接口將數據傳送給第一微處理器，第一微處理器將控制指令送往伺服機構。

所述的第一微處理器與第二微處理器通過駕駛儀內部數據總線連接，第一微處理器與第二微處理器外部均設置JTAG調試接口。

所述的第一微處理器為ATMEL公司的AVR單片機，ATmega128單片機內置128KB?Flash程序存儲器的在線可編程8位微控制器。

所述的第一微處理器連接有GPS模塊和3軸電子羅盤。

所述的第二微處理器為周立功ARM7系列的LPC2138單片機。

所述的姿態傳感器組包括三軸陀螺及加速度計、空速傳感器、壓力傳感器。

所述的伺服機構包括升降舵機、油門舵機、副翼舵機、方向舵機。

????本發明的優點效果如下：

1、雙CPU分工協作，具備超強的處理能力，并集成3軸MEMS加速度計、速率陀螺、高靈敏度GPS、數字氣壓高度計、空速傳感器、上下行通訊接口、伺服機構等組成，采用16位AD進行傳感器采集，數據精度高；支持襟翼、V尾、飛翼、襟副翼混合；可內置3軸電子羅盤，支持3軸云臺控制。

2、本飛控系統主要完成的功能有：與伺服機構構成閉環回路，保證飛機沿著規定航跡飛行，根據地面站控制指令的變化，保證飛機穩定飛行，接受地面數據，同時向地面站發送遙測信息，實時采集飛行試驗數據，并存儲。

3、本發明自動駕駛儀提高了自動駕駛儀的數據處理速度和控制響應速度，采用內置傳感器進行姿態測量有利于多傳感器數據的融合和優化，并可測得飛行器的全姿態信息。

附圖說明

圖1為本發明原理示意框圖。

圖2為本發明硬件板結構正面示意框圖。

圖3為本發明自動駕駛儀與飛機組成的閉環系統示意框圖。

具體實施方式

????以下參照附圖，結合具體實施例，詳細描述本發明。

實施例

如圖2所示，包括駕駛儀硬件板，硬件板上設有電源接口、外部轉接線、雙CPU、姿態傳感器組及伺服機構，CPU包括第一微處理器和第二微處理器,第一微處理器設有飛行控制模塊，第二微處理器設有計算飛行器姿態信息的姿態解算模塊；姿態傳感器組的測量信號經傳感器外圍電路處理后，經A/D轉換器轉換為數字信號后輸入到第二微處理器,第二微處理器對飛機姿態參數進行解算之后，通過內部SPI接口將數據傳送給第一微處理器，第一微處理器將控制指令送往伺服機構，采用16位AD進行傳感器采集。

所述的第一微處理器與第二微處理器通過駕駛儀內部數據總線連接，第一微處理器與第二微處理器外部均設置JTAG調試接口；第一微處理器為ATMEL公司的AVR單片機，ATmega128單片機內置128KB?Flash程序存儲器的在線可編程8位微控制器，所述的第一微處理器連接有GPS模塊和3軸電子羅盤；第二微處理器為周立功ARM7系列的LPC2138單片機，?所述的第二微處理器連接有A/D數模轉換器及緩存器。

所述的姿態傳感器組包括三軸陀螺及加速度計、空速傳感器、壓力傳感器。