[發(fā)明專利]一種多旋翼飛行機(jī)器人的高性能控制與計(jì)算系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410099221.9
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103853158A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳長安;吳華;劉陽;劉春陽;楊國田
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/08
• 代理公司: 北京麟保德和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11428
• 代理人: 韓建功

1.一種多旋翼飛行機(jī)器人的高性能控制與計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，該高性能計(jì)算與控制系統(tǒng)包括計(jì)算處理模塊（1）和飛行控制器模塊（2），計(jì)算處理模塊（1）和飛行控制器模塊（2）通過數(shù)據(jù)總線（3）耦合連接；

所述計(jì)算處理模塊（1）由計(jì)算處理器（4）、多模式啟動電路（5）、電源管理模塊（6）、外部存儲模塊（7）、USB接口模塊（8）、圖形界面接口輸出模塊（9）、攝像頭模塊（10）和第一電源模塊（11）組成；

所述飛行控制器模塊（2）由微控制器（12）、慣性測量模塊（13）、導(dǎo)航模塊（14）、AD數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（15）和第二電源模塊（16）組成；

計(jì)算處理器（4）是計(jì)算處理模塊（1）的控制和計(jì)算核心，通過處理攝像頭模塊（10）采集到的視頻信息，獲得多旋翼飛行機(jī)器人的飛行控制信息，將其傳給微控制器（12），實(shí)現(xiàn)對多旋翼飛行機(jī)器人的飛行控制；微控制器（12）將飛行控制信息成功傳輸?shù)姆答佇畔⒒貍鹘o計(jì)算處理模塊（1）；

多模式啟動電路（5）與計(jì)算處理器（4）相連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算處理模塊（1）的啟動模式選擇；

電源管理模塊（6）與計(jì)算處理器（4）相連接，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算處理模塊（1）的電源管理；

外部存儲模塊（7）與計(jì)算處理器（4）相連接，外接存儲介質(zhì)，用于存儲整個系統(tǒng)中的嵌入式操作系統(tǒng)和用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)；

USB接口模塊（8）與計(jì)算處理器（4）相連接，外接USB設(shè)備，為整個系統(tǒng)充電；

圖形界面接口輸出模塊（9）與計(jì)算處理器（4）連接，輸出嵌入式操作系統(tǒng)的圖形界面；

攝像頭模塊（10）與計(jì)算處理器（4）連接，采集多旋翼飛行機(jī)器人飛行環(huán)境中的視頻數(shù)據(jù)；

第一電源模塊（11）與計(jì)算處理器（4）相連接，為計(jì)算處理模塊（1）供電；

微控制器（12）是飛行控制模塊（2）的核心，實(shí)現(xiàn)對多旋翼飛行機(jī)器人飛行姿態(tài)的控制；

慣性測量模塊（13）與微控制器（12）連接，檢測多旋翼飛行機(jī)器人在多旋翼飛行機(jī)器人坐標(biāo)系中的三軸加速度信號和相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號，解算出多旋翼飛行機(jī)器人的姿態(tài)；

導(dǎo)航模塊（14）與微控制器（12）連接，接收處理經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多旋翼飛行機(jī)器人的導(dǎo)航；

AD數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（15）與微控制器（12）連接，將慣性測量模塊（13）檢測到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

第二電源模塊（16）與微控制器（12）連接，為飛行控制器模塊（2）供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多旋翼飛行機(jī)器人的高性能控制與計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行控制信息包括多旋翼飛行機(jī)器人的飛仰角，橫滾角，偏航角的角度控制量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多旋翼飛行機(jī)器人的高性能控制與計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算處理器（4）采用雙核處理器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多旋翼飛行機(jī)器人的高性能控制與計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述多模式啟動電路（5）采用上拉電阻組成二進(jìn)制邏輯組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多旋翼飛行機(jī)器人的高性能控制與計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器（12）采用8/16/32位單片機(jī)。